Оптимизация параметров технологических режимов пресс-гранулирования при производстве древесных гранул: пеллет тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат наук Зотова, Елена Васильевна

• Зотова, Елена Васильевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Зотова, Елена Васильевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общая характеристика способов производства пеллет

1.2 Влияние режимных параметров на эффективность прессования и качество древесных пеллет

1.3 Математическое моделирование при оптимизации процесса производства пеллет

1.4 Цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЛЕТ

2.1 Реализация метода экспертных оценок

2.2 Выявление технологических параметров и характеристик сырья, оказывающих влияние на процесс пеллетирования и качественные показатели древесных гранул

2.2.1 Обоснование параметров, обеспечивающих производство пеллет с заданной теплотой сгорания

2.2.2 Определение характера и степени влияния режимных параметров на механическую прочность древесных пеллет

2.3 Исследование возможности использования фаутной древесины для производства топливных гранул

2.3.1 Химический состав и технологические свойства фаутной древесины

2.3.2 Исследование влияния содержания фаутной древесины в сырье на теплоту сгорания, механическую прочность и зольность топливных гранул.. 60 Выводы

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОПТИМИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1 Методика планирования экспериментов

3.2 Методика подготовки сырья

3.3 Характеристика применяемого оборудования

3.4 Методика определения режимных параметров пеллетирования

3.5 Методика определения характеристик показателей продукции

3.6 Методика оптимизации параметров технологических режимов пресс-гранулирования

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты реализации матриц математического планирования

4.2 Разработка математической модели, описывающей процесс пеллетирования

4.3 Оптимизация технологических параметров производства древесных

пеллет

4.4 Характеристика выпускаемой продукции

Выводы

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНЫХ ПЕЛЛЕТ

5.1 Результаты производственных испытаний

5.2 Расчет экономической эффективности производства пеллет по

усовершенствованной технологии

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А План проведения эксперимента

Приложение Б Ошибки между экспериментальными и расчетными

значениями

Приложение В Текст программы для оптимизации технологических

параметров производства древесных пеллет

Приложение Г Построение картограмм оптимизации и прогноза

Приложение Д Акт производственных испытаний технологии производства

древесных пеллет

Приложение Е Акт о внедрении законченной научно-исследовательской

работы

Приложение Ж Акт о внедрении в учебный процесс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация параметров технологических режимов пресс-гранулирования при производстве древесных гранул: пеллет»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В связи с непрерывным повышением цен на ископаемые энергоносители и ограниченностью их мировых запасов большой интерес в последние годы проявляется к твердому топливу из возобновляемых источников, разрабатываются государственные программы, принимаются нормативные документы, направленные на стимулирование производства биотоплива из растительного сырья. Россия, обладает почти 25 % запасами мирового леса, общим объемом 82 млрд. куб. м (при ежегодном допустимом объеме рубки в размере около 500 млн. куб. м), из которых используются сегодня менее чем 40 %.

Древесная биомасса скапливается в виде отходов на деревоперерабатываю-щих заводах, требующих скорейшей переработки или утилизации, в связи с чем задача производства полезной продукции из этого сырья, несомненно, является актуальной. При этом напряженная экологическая обстановка стимулирует поиск альтернативных менее опасных видов топлива. Применение пеллет из древесного сырья снижает выброс парниковых газов в атмосферу. При этом не нарушается баланс С02 в атмосфере по причине возобновляемости биомассы. Высвобождаемый при сжигании этого топлива газ С02 считается «нейтральным». Древесина выделяет такое количество С02, которое поглотило в период роста, так называемый закрытый углеродный обмен.

Однако, применяемые в настоящее время методы, подходы к проведению процессов производства топливных гранул или пеллет не являются совершенными. Отсутствие всесторонних научных представлений о гранулировании древесных отходов, приводит к недостаточно высокой эффективности производства этого вида продукции. Часто технологический процесс производства пеллет требует соразмерный объем энергии на сушку и гранулирование с той потенциальной энергией, которую дает выпускаемая продукция. В связи с этим остро стоит задача научно-обоснованного подхода к проведению технологий производства биотоплива в виде пеллет, обеспечивающего достижения наилучших уровней технико-

экономических показателей пеллетирования.

Высокий спрос на экспортируемые пеллеты класса А1 делает бизнес по их производству привлекательным и рентабельным для российских производителей. Однако, жесткие требования, установленные европейским стандартом к качеству пеллет этого класса, побуждают производителей использовать в качестве сырья не только отходы и побочные продукты лесообработки, но и цельную древесину; в связи с чем, актуальной является проблема вовлечения в переработку фаутной древесины, доля которой в общем объеме заготовки постоянно увеличивается, и которая в лучшем случае лишь сжигается.

Исследования выполнены на отходах переработки лиственных и хвойных древесных пород Центрально-Черноземного региона в рамках госбюджетной темы «Исследование свойств древесины с учетом различных факторов воздействия и ресурсосберегающего процесса деревообработки», регистрационный номер № 01.2.01168731.

Степень разработанности проблемы. Вопросам производства древесных гранул (пеллет) посвящены работы ряда отечественных и зарубежных ученых. Из отечественных ученых, вопросами пеллетирования занимались О.Д. Мюллер, Т.В. Тюрикова, О.А. Куницкая, В.А. Шамаев, А.О. Сафонов, Д.А. Плотников и другие, однако, большее число работ в этой области принадлежит именно зарубежным авторам: W. Stelte, N.P.K. Nielsen, T. Filbakk, C.Serrano, P. Rousset, C. Rhen и других.

Несмотря на значительное число работ, вопросы комплексной оценки промышленного пеллетирования и моделирования производства древесных пеллет рассмотрены не в полной мере. Очевидно, что необходим комплексный анализ процесса производства древесных пеллет, учитывающий, как технологические особенности промышленных грануляторов, так и характеристики используемого сырья. Предложенный подход позволит существенно повысить эффективность пресс-гранулирования при наличии реальных, технологически и технически обоснованных ограничений.

Цель работы. Оптимизация параметров технологических режимов произ-

водства древесных пеллет из отходов деревопереработки с использованием фаутной древесины.

Основные задачи исследования:

1. Выявить технологические параметры и характеристики сырья, оказывающие влияние на процесс пеллетирования и качественные показатели древесных гранул.

2. Исследовать возможность использования фаутной древесины для производства пеллет.

3. На основе результатов лабораторных и производственных испытаний разработать математическую модель получения древесных пеллет с заданными показателями качества в зависимости от условий хранения сырья и использования фаутной древесины.

4. Разработать рекомендации производству по повышению технико -экономической эффективности, интенсификации пеллетирования, совершенствованию существующей технологии.

Объект исследований. Процесс производства древесных гранул (пеллет).

Предмет исследований. Закономерности формирования качественных показателей пеллет.

Научная новизна:

1. Установлены зависимости изменения механической прочности и теплоты сгорания пеллет, отличающиеся учетом режимных параметров и физико-химических показателей сырья для управления пресс-гранулятором.

2. Экспериментально определены качественные характеристики пеллет -теплота сгорания, механическая прочность и зольность, отличающиеся учетом фаутной древесины в сырье.

3. Разработана математическая модель формирования качественных показателей древесных пеллет и производительности процесса пресс-гранулирования, отличающаяся учетом использования фаутной древесины и климатических условий хранения сырья.

4. Разработаны рекомендации производству по повышению технико-

экономической эффективности и интенсификации процесса пеллетирования, отличающиеся учетом фаутной древесины в сырье при получении пеллет с заданными показателями качества.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость заключается в установлении зависимостей влияния технологических параметров пеллетирования и характеристик сырья на качественные показатели древесных гранул и разработке математической модели получения древесных пеллет с заданными показателями качества в зависимости от условий хранения сырья и использования фаутной древесины.

Практическая значимость работы заключается в обосновании возможности использования фаутной древесины для производства пеллет и установлении оптимальных режимных параметров, позволяющих производить пеллеты заданного уровня качества с использованием фаутного древесного сырья.

Результаты исследований прошли промышленную апробацию в ГАУ «Куликовский лесхоз» (Управление лесного хозяйства Липецкой области) и внедрены в ИП Винокуров Андрей Николаевич (Воронежская область, г. Борисоглебск).

Методология и методы исследования. В процессе исследования использованы методы активного эксперимента, обоснованных методик научного поиска, планирования экспериментальных исследований, теория вероятности и математической статистики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Установленные закономерности свойств фаутной древесины, позволяющие определить параметры режимов пеллетирования для эффективного управления промышленным пресс-гранулятором.

2. Установленные зависимости, описывающие влияние количественного содержания фаутной древесины в сырье, позволяющие производить пеллеты с заданным уровнем теплоты сгорания, механической прочности и зольности.

3. Математическую модель процесса пеллетирования, позволяющую определить характер и степень влияния режимных параметров пресс -гранулирования и климатических условий хранения сырья на качественные пока-

затели пеллет и производительность процесса пеллетирования.

4. Рекомендации производству по повышению технико-экономической эффективности и интенсификации пеллетирования, основанные на установлении технологических режимов, оптимизированных по частным и обобщенному критериям, позволяющих производить пеллеты с заданными показателями качества, в том числе из фаутного древесного сырья.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов обеспечивается совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований с данными, полученными на промышленном оборудовании; применением современных методик обработки экспериментальных данных и стандартных методик определения значений показателей качества пеллет; позитивными результатами производственной апробации усовершенствованной технологии пеллетирования при установлении оптимальных режимных параметров.

Основные научные положения представлены и обсуждены: на Международных научно-технических конференциях «Анализ и синтез сложных систем в природе и технике», ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», Воронеж, 2013 г., «Актуальные проблемы фундаментальных исследований воспроизводства и переработки природных полимеров», ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», Воронеж, 2014 г., «Современные проблемы экологии», ФГБОУ ВПО «ТулГУ», Тула, 2015 г.; Международных научно-практических конференциях «I Европейский лесопромышленный форум молодежи», ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», Воронеж, 2014 г., «Инновации, качество и сервис в технике и технологиях», ФГБОУ ВПО «ЮЗГУ», Курск, 2014 г., «Наука и технологии в современном мире: традиции и инновации» НОУ ВПО «СНИ», Новосибирск, 2015, «Общество и экономическая мысль в ХХ1 в.: пути развития и инновации», ФГОУ ВО «РЭУ им. Г.В. Плеханова», Воронеж, 2015 г., 2016 г.; Всероссийских молодежных научно-практических конференциях: «Информационные системы и технологии в образовании, науке и бизнесе», ФГБОУ ВПО «КузГТУ» им. Т.Ф. Горбачева, Кемерово, 2014 г., «Новые материалы и технологии: состояние вопроса и перспективы развития», ФГБОУ ВПО СГТУ им. Ю.А. Гагарина, Саратов, 2014 г.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Основные результаты диссертационной работы соответствуют паспорту специальности 05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки - п. 1 - Исследование свойств и строения древесины как объектов обработки (технологических воздействий) и п. 2 - Разработка теории и методов технологического воздействия на объекты обработки с целью получения высококачественной и экологически чистой продукции.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликована двадцать одна научная статья, в том числе четыре статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для кандидатских диссертаций, получено четыре свидетельства о регистрации базы данных и программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, пять глав, заключение, список литературы и приложения. Общий объем работы 164 с., включая 24 рисунка, 22 таблицы, список литературы - 159 наименований и 7 приложений на 19 с.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общая характеристика способов производства пеллет

Истощение ископаемых видов топлива (природного газа, нефти, угля, торфа) и обсуждения по поводу изменения климата привели к принятию политических решений, стимулирующих использование биомассы для производства тепла и электроэнергии в Европе и других странах мира [52, 98]. Использование биомассы на электростанциях является привлекательным для производителей электроэнергии, сокращающих выбросы С02 при относительно легком внедрении этого топлива в существующие инфраструктуры совместно с углем [68]. В отличие от энергии ветра и солнца, которые зависят от погоды и сезонных изменений, биомасса при необходимости может храниться, тем самым обеспечивая непрерывный источник для производства различных видов энергии [135, 155].

На сложившемся энергетическом рынке биотопливо все в большей мере занимает прочное место, постепенно оттесняя традиционные ископаемые углеводородные энергоносители. Одним из основных факторов, ограничивающих использование биомассы для производства тепла и электроэнергии, является ее низкая насыпная плотность, что приводит к дорогостоящей обработке. Использование биомассы для производства тепла и электроэнергии становится все более важным, в связи с желанием снизить выбросы углекислого газа в атмосферу. Это вид сырья доступен в больших количествах и может использоваться в качестве топлива для стабильного производства тепловой и электрической энергии [50]. Однако, часто большие расстояния между местом производства биомассы и местом ее использования делают биотопливо неконкурентным на рынке энергоносителей. Древесина и растительные материалы имеют низкую плотность в связи с их пористой струк-

3 3

турой от 40 до 150 кг/м для различных типов травы [99, 110] и от 320 до 720 кг/м для большинства древесных пород [158]. Объемная плотность древесной щепы

-5

колеблется в пределах от 150 до 200 кг/м [118].

Чтобы увеличить плотность биомассы ее целесообразно прессовать в гранулы или пеллеты с помощью механического оборудования. Целью прикладываемого к биомассе давления является раздавить ее клеточную структуру и, таким образом, увеличить плотность. Обычно плотность готовых к реализации пеллет колеблется от 1000 до 1400 кг/м , а насыпная плотность обычно составляет около 700 кг/м [89]. Основными преимуществами гранулированного биотоплива являются более высокая энергетическая плотность, снижение транспортных и складских расходов, что в сочетании со стандартными размерами и составом позволяет легко автоматизировать подачу в бытовых и промышленных котлоагрегатах. Применение пеллет из древесного сырья снижает выброс парниковых газов в атмосферу. При этом не нарушается баланс СО2 в атмосфере по причине возобновляемости биомассы. Высвобождаемый при сжигании этого топлива газ СО 2 считается «нейтральным». Древесина выделяет такое количество СО2, которое поглотило в период роста, так называемый закрытый углеродный обмен. Во время сжигания не-возобновляемых угля, нефти, природного газа, наоборот, высвобождается углекислый газ, собранный за миллионы лет. Это обстоятельство является причиной повышения содержания СО2 в атмосфере, увеличения парникового эффекта. Древесные отходы в отличие от ископаемых углеводородов практически не содержат серы и фосфора, что обеспечивает при их сжигании невысокую токсичность отходящих газов. Также технологический процесс изготовления древесного биотоплива, как правило, не требует использования химических связующих или других компонентов. Однако, сырье требует дополнительных затрат на подготовку, например, сушку, характеризующуюся значительными затратами энергии [81]. Наряду с этим, применение древесного топлива позволяет увеличить полезный выход древесины, который сейчас находится на низком уровне и составляет 40 - 60 %.

Растущий в последние десятилетия промышленный спрос на биомассу для производства тепла и электроэнергии во многих странах привел к сильному росту рынка биотоплива. Такая же тенденция прогнозируется на ближайшие годы [62]. По прогнозам производство древесного биотоплива в России будет расти высокими темпами. Значительный рост прогнозируется и к 2020 году - до 4 млн. тонн,

а в 2025 году достигнет уровня - 8 млн. Финская промышленно-консалтинговая компания Poyry прогнозирует рост мирового производства пеллет до 46 миллионов тонн к 2020 году [135]. Очевидно, что этот рынок сильно зависит от отмены существующих или создания новых схем государственной поддержки и развития ценовой политики по ископаемому топливу, а также новых обязательств по возобновляемым источникам энергии. Экологические нормы, направленные на сокращение выбросов углекислого газа и увеличение экологического баланса, стали важными стимулирующими факторами для производства энергии из биомассы [48, 67].

По итогам 2015 года Россия с объемом производства 960 тыс. тонн. стоит на восьмом месте в мире среди стран, выпускающих пеллеты, занимая долю 3% мирового производства, экспортные поставки составляет 98,6% от уровня российского производства. Рыночная цена на пеллеты довольно нестабильна и зависит от цены на сырую нефть и экономического развития. По итогам 2015 года в целом по России средние экспортные цены на топливные гранулы составили 5289 руб. за тонну, для отечественного потребителя в 5437 руб./тонну [42].

Увеличение спроса на пеллеты и ограниченная доступность лесных ресурсов привели к расширению сырьевой базы, используемой для производства этого биотоплива. Имеются примеры улучшения топливных свойств пеллет, например, путем торрефикации биомассы [63, 85]. Более ранние улучшения свойств пеллет были сосредоточены на различных аспектах гранулирования биомассы [39, 46].

Имеются новые разработки, направленные на введение новых видов сырья и технологий предварительной обработки. Такие исследования сосредоточены на фундаментальном понимании процессов гранулирования, механизмов связывания и технологий предварительной обработки [146].

Процесс уплотнения биомассы в брикеты и гранулы известен уже более 130 лет. W.H. Smith зарегистрировал первый патент на уплотнение биомассы в 1880 г. в Чикаго, штат Иллинойс [129]. Он впервые описал процесс, в котором сильно заплесневелые опилки нагревают до температуры 150 °С и сжимают с помощью парового молота. Технология промышленного гранулирования известна более 75

лет и заключается в прессовании измельченного сырья. С тех пор гранулирование начало широко использоваться для уплотнения соломы, других отходов сельского хозяйства и плодоовощной промышленности, компоста, бумаги, целлюлозы, угольной пыли, химических веществ, материалов при производстве пива, отходов резины, синтетических моющих средств и так далее.

Пеллеты впервые были произведены более 25 лет назад немцем по происхождению Рудольфом Гуннерманом, проживающим в США. В Европе промышленным производством пеллет впервые заинтересовались в Швеции. Там в середине восьмидесятых годов прошлого столетия начали производить топливо из отходов деревообработки. С начала девяностых годов прошлого столетия в Швеции промышленное производство древесных гранул получило широкое распространение. Затем этот вид биотоплива начал производиться во многих странах Европы, странах Прибалтики, Канаде, США, Бразилии, Китае [50, 52].

Древесные пеллеты или гранулы представляют собой небольшие цилиндры неправильной формы по торцам, диаметром 6 мм или 8 мм, длиной 3,15...40 мм, изготовленные из отходов деревоперерабатывающего и лесопильного производств. Пеллеты в качестве топлива применяются в котлах различной конструкции для получения тепловой, а также электрической энергии при сжигании. Помимо уже указанных преимуществ этот вид биотоплива обладает рядом безусловных достоинств перед другими энергоносителями, имеет более высокую теплотворную способность в сравнении со щепой, опилками, кусковыми отходами древесины. Энергоемкость 1 кг древесных гранул соответствует 0,5 л дизельного топлива. Пеллеты по теплотворной способности сопоставимы с углем и мазутом и имеют более низкую стоимость по сравнению с ними. Также, как отмечено выше, подача пеллет хорошо согласуется с современными системами дозирования и соответственно имеется возможность для эффективной автоматизации котлов и топок.

Планировки цехов по производству древесных пеллет имеют различные схемы в зависимости от специфических особенностей конкретного технологического процесса. Пеллетизация или гранулирование осуществляется в кольцевых

пресс-формах вращающимися вальцами. Эти вальцы вдавливают в многочисленные отверстия матрицы измельченное древесное сырье, имеющее пластифицированный лигнин. Срезанные ножом с наружной стороны матрицы гранулы в последующем принудительно охлаждаются и отделяются от мелкой фракции не-спрессовавшихся частиц. Применяемые в настоящее время производственные процессы изготовления древесных пеллет можно разделить на несколько этапов.

1) Измельчение сырья. Фракционный состав сырья главным образом влияет на производительность технологического процесса. Чем мельче фракция на входе, тем выше производительность. Для этого, как правило, предусмотрены две молотковые дробилки для измельчения и доизмельчения поступающих отходов [45].

2) Сушка сырья. Сушильное оборудование, применяемое в технологических циклах производства древесных пеллет делится на два типа: барабанное и ленточное.

3) Доизмельчение высушенного сырья. Для стабильной работы грануля-тора фракция должна находиться в пределах 5 мм. Такой фракционный состав достигается применением молотковой мельницы или стружечного станка [45].

4) Предварительное увлажнение. Применяются шнековые смесители с возможностью подачи воды или пара. Пар используется для увеличения пластичности древесных частиц и пластификации природного связующего - лигнина.

5) Прессование. Главным оборудованием процесса производства древесных пеллет является пресс. В настоящее время имеется ряд производителей, специализирующихся на производстве гранулирующих прессов различного назначения: CPM, Andritz, Salmatec, Amandus Kahl, Buhler, Munch, Maier, Dieffenbacher и другие. Применяемые прессы конструктивно различаются по типам матриц: с цилиндрической матрицей, с плоской матрицей [139]. Трение сырья об элементы пресса, адиабатические процессы, происходящие при резком сжатии древесных частиц, являются причиной повышения температуры в прессе до 100 °С и более. Это может привести к возникновению аварийных ситуаций. Большинство древес-

ных пеллет сегодня производятся в экструзионных грануляторах с цилиндрическим матричным прессом [122].

6) Охлаждение пеллет. Пребывание пеллет в горячем состоянии в условиях пластичного состояния лигнина может привести к релаксации сжатых частиц и разрушению гранул. Процесс охлаждения необходим для отверждения лигнина, кондиционирования пеллет после прессования.

7) Фасовка и упаковка пеллет. Распространение получили следующие виды фасовки и упаковки: в свободном виде - насыпью; в мешках «биг-бэг», массой 500.. .1200 кг; в мелкой расфасовке по 10...20 кг.

Помимо ставших традиционными способов производства древесных пеллет имеются запатентованные разработки, направленные на усовершенствование и интенсификацию процесса. Так, известен способ производства древесных пеллет, заключающийся в предварительной сортировке отходов методом оптического детектирования. Отличительной особенностью этого метода является отделение коры, сжигание которой обеспечивает тепловую энергию для сушки опилок [120].

Другой способ получения пеллет сильно отличается от существующих. Предлагается способ и установка для изготовления топливных пеллет из прессованной древесины. Он содержит этапы обрезки ветви, ее штамповки, раскрой поперек волокон с последующим прессованием отрезков в направлении вдоль волокон. Процесс является достаточно трудоемким и требует сушки для увеличения энергетической плотности топлива [118]. Способ, предлагаемый американскими учеными, подразумевает предварительное отделение из отходов древесины негорючих инородных включений, снижающих энергетические характеристики сырья [115]. Европейские исследователи разработали способ, заключающийся в применении вместо матрицы вращающегося барабана, имеющего сетчатую наружную стенку, а также ряд небольших роликов. В процессе вращения ролики, нажимая на биомассу, продавливают ее через сетчатую стенку барабана. Таким образом, формируются пеллеты. Очевидно, при таком способе требуется дополнительный нагрев сырья для активации лигнина, выступающего в качестве связующего [119]. Российские ученые разработали и запатентовали способ получения гранулиро-

ванного топлива с помощью оригинальной установки. Он включает измельчение угольной мелочи, введение в состав топлива древесных опилок или свекловичного жома, совместное их измельчение в роторно -вальцовой мельнице, направление части полученной смеси в объеме около 1/3 на смешение со связующим и образование зародышевых зерен в турболопастном смесителе. Далее направляют полученную массу зародышевых зерен и остальной части смеси в объеме около 2/3 из смесителя на гранулирование в тарельчатый гранулятор. Туда также подается аналогичное связующее, которое направлялось на образование зародышевых зерен. Полученные гранулы сферической формы в узком диапазоне размеров 15.30 мм сушат и охлаждают в секционной сушилке и фасуют. Технический результат состоит в снижении энергоемкости, упрощении технологии, улучшении экологичности, эффективности получения готового продукта [35]. При нижеуказанном способе в качестве сырья используют цельную древесину, экструдируе-мую под давлением гидропресса. При этом отверстия пластины расположены в вершинах правильных треугольников. Разделение древесины происходит на равные шестигранники при помощи системы параболических зубьев, вершины которых расположены по углам шестигранников на рабочей поверхности матрицы. Уплотнение древесины осуществляют в конических каналах с углом конусности 20°, а формообразование - продавливанием древесины через отверстия цилиндрической формы. Недостатком является повышенная влажность продукции, значительно снижающая энергетическую плотность топлива и имеющая высокую вероятность биологических поражений при транспортировке и хранении, а также повышенные расходы энергии на прессование массивной древесины [36].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зотова, Елена Васильевна, 2016 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П.Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В.Грановский. - М.: Изд-во «Наука», - 1971. - 287 с.

2. Азаров, В.И. Модифицирование микологически разрушенной древесины нанодисперсиями элементоорганических соединений [Текст] / В.И.Азаров, М.Л.Горячев, Г.Н.Кононов, А.А.Фаньковская // Лесной вестник. - 2012. - N 7. - С. 97-101.

3. Азаров, В.И. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов [Текст] / В.И.Азаров, А.В.Буров, А.В.Оболенская. - СПб.: СПбЛТА, 1999. - 628 с.

4. Володарский, Е.Т. Планирование и организация измерительного эксперимента [Текст]: учеб. пособие для техн. вузов по спец. «Информ.-измер. техника» / Е.Т.Володарский, Б.Н.Малиновский, Ю.М. Туз. - Киев : Вища школа, 1987. - 279 с.

5. Герасимов, Ю.Ю. Рациональное использование древесины и лесосечных отходов в биоэнергетике: оценка потенциалов и технологических подходов [Текст] / Ю.Ю.Герасимов [и др.] // Научный журнал КубГАУ. - N73(09). - 2011. -С. 19.

6. ГОСТ Р 54185-2010 (ЕН 14775:2009). Биотопливо твердое. Определение зольности [Текст]. - Введ. 2012-07-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 7 с.

7. ГОСТ Р 54186-2010 (ЕН 14774-1:2009). Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Ч. 1. Общая влага. Стандартный метод [Текст]. - Введ. 2012-07-01. - М.: Стандартинформ, 2012. - 8 с.

8. ГОСТ Р 54217-2010 14778-1:2005) Биотопливо твердое. Отбор проб. Часть 1. Методы отбора проб [Текст]. - Введ. 2012-07-01. - М.: Стан-дартинформ, 2012. - 14 с.

9. ГОСТ Р 55110-2012 (ЕН 15210-1:2009). Биотопливо твердое. Опреде-

ление механической прочности пеллет и брикетов. Ч. 1. Пеллеты [Текст]. - Введ. 2014-07-01. - М.: Стандартинформ, 2013. - 11 с.

10. ГОСТ Р 55114-2012 (ЕН 14961-2:2011). Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 2. Древесные пеллеты для непромышленного использования [Текст]. - Введ. 2014-07-01. - М.: Стандартинформ, 2014. - 8 с.

11. ГОСТ Р 55126-2012 (ЕН 15234-1:2011) Биотопливо твердое. Подтверждение качества топлива. Часть 1. Общие требования [Текст]. - Введ. 2014-07-01. - М.: Стандартинформ, 2014. - 6 с.

12. ГОСТ Р 55551-2013 (ЕН 16127:2012) Биотопливо твердое. Определение длины и диаметра пеллет [Текст]. - Введ. 2015-01-01. - М.: Стандартинформ, 2014. - 8 с.

13. ГОСТ 147-2013 (180 1928-2009) Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания [Текст]. -Введ. 2015-01-01. - М.: Стандартинформ, 2014. - 38 с.

14. ГОСТ 33104-2014 (ЕК 14588:2010) Биотопливо твердое. Термины и определения [Текст]. - Введ. 2016-04-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 8 с.

15. ГОСТ 33103.1-2014 (БК 14961-1:2010) Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 1. Общие требования [Текст]. -Введ. 2016-04-01. - М.: Стандартинформ, 2015. - 11 с.

16. Гуров, А.Ф. Основные пороки древесины осины и березы и их влияние на выход деловой древесины [Текст] / А.Ф.Гуров, В.Н.Фокин // Лесной вестник. - 2000. - N 4. - С. 92-94.

17. Дегтярев, Ю.И. Методы оптимизации [Текст]: Учеб. пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1980. - 272 с.

18. Дедюхин, В.Г. Прессованные стеклопластики [Текст] / В.Г.Дедюхин, В.П.Ставров. - М.: Химия. - 1976. - 272 с.

19. Дуброва, Т.А. Статистические методы прогнозирования [Текст]. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 133 с.

20. Ершов, Р.В. Товарность фаутных деревьев осины [Текст] / Р.В.Ершов, С.В.Коптев, О.Н.Ежов // Лесной вестник. - 2007. - N 5. - С. 36-38.

21. Зотова, Е.В. Аналитическое исследование параметров, определяющих технологию производства древесных пеллет [Текст] / Е.В.Зотова, А.О.Сафонов, А.Д.Платонов // Лесотехнический журнал. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесо-техн. акад - 2014. - N 5(13). - С. 127-132.

22. Зотова, Е.В. Влияние содержания и состава сложных полимерных соединений на физико-механические свойства древесных пеллет [Текст] / Е.В.Зотова, А.О.Сафонов // Актуальные проблемы фундаментальных исследований воспроизводства и переработки природных полимеров: мат. междунар. науч. -технич. конф., 17-21 марта 2014 г. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. акад. - 2014. - С. 254-257.

23. Зотова, Е.В. Новые технологии повышения срока эксплуатации матрицы пресса-гранулятора при производстве древесного биотоплива в виде пеллет [Текст] / Е.В.Зотова, А.О.Сафонов // Новые материалы и технологии: состояние вопроса и перспективы развития: мат. всероссийск. молодеж. науч. конф., 24-26 июня 2014 г. - Саратов: Изд-во Саратов. гос. технич. ун-та им. Ю.А. Гагарина, 2014. - С. 38-42.

24. Зотова, Е.В. Особенности определения содержания золы в древесных пеллетах [Текст] / Е.В.Зотова, А.О.Сафонов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сб. науч. тр. по мат. междунар. науч. -практич. конф. «I Европейский лесопромышленный форум молодежи». - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2014. - N 3. - Ч. 2. - С. 347-351.

25. Зотова, Е.В. Пути повышения теплотворной способности древесных пеллет [Текст] / Е.В.Зотова, А.О.Сафонов // Вестник ТОГУ. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского государственного университета, 2014. - N 4(35) - С. 139-142.

26. Кононов, Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов [Текст]: Учебник для вузов / Г.Н.Кононов. - М., МГУЛ, 1999. - 247 с.

27. Красовский, А.А. Статистическая теория переходных процессов в системах управления [Текст] / А.А.Красовский. - М.: Наука, 1968. - 240 с.

28. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента [Текст] / Г.И.Красовский, Г.Ф.Филаретов. - Воронеж: ВГУ, - 1982. - 137 с.

29. Куницкая, О.А. Обоснование направлений диверсификации обработки низкотоварной древесины на комплексных промышленныхредприятиях с использованием инновационных технологий [Текст]: автореф. дис. ... д-ра. техн. наук: 05.21.01 / Куницкая Ольга Анатольевна. - Екатеринбург, 2015. - 297 с.

30. Липунов, И.Н. Проблемы и решения утилизации отходов предприятий лесопромышленного комплекса [Текст] / И.И.Липунов // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент: мат. V междунар. Евразийского симпозиума. -Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. лесотехн. ун-та. - 2010. - С. 158-160.

31. Медведев, И.Н. Разработка технологии повышения формоустойчиво-сти шпал из прессованной древесины [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.05 / Медведев Илья Николаевич. - Воронеж, 2009. - 16 с.

32. Мюллер, О.Д. Влияние параметров технологического оборудования на качественные показатели древесных гранул [Текст] / О.Д.Мюллер, В.И.Малыгин, В.К.Любов // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2012. - N 2. - С. 90-98.

33. Мюллер, О.Д. Совершенствование технологии производства древесных гранул [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.05 / Мюллер Оскар Давыдович. -Архангельск, 2015. - 287 с.

34. Оболенская, А.В. Химия лигнина [Текст] / А.В.Оболенская - СПб.: СПбЛТА, 1993. - 79 с.

35. Пат. 2314335 Российская Федерация, МПК С^5/00, В0Ш/14, В0Ы2/28. Способ получения гранулированного твердого топлива и установка для его осуществления [Текст] / Струпалев О.В. ^и), Коробецкий И.А. ^и); заявитель и патентообладатель Кемеровский гос. ун-т. ^и). - N 2006101415/04; заявл. 18.01.06; опубл. 10.01.08, Бюл. N 1. - 8 с.

36. Пат. 2362798 Российская Федерация, МПК С^5/44, В27М1/02. Способ производства древесных гранул (пеллет) [Текст] / Семисалов А.С. ^Ц); заявитель и патентообладатель Семисалов А.С. ^Ц). - N 2007139860/12; заявл.

30.10.07; опубл. 27.07.09, Бюл. N 21. - 6 с.

37. Пат. 2369632 Российская Федерация, МПК C10L 5/44 Способ автоматического управления процессом производства биотоплива из древесного сыпучего сырья [Текст] / Сафонов А.О. (RU), Трещева О.А. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Воронеж. гос. лесотехн. акад». - N 2008118636/04; заявл. 12.05.2008; опубл. 10.10.2009, Бюл. N 28. - 8 с.

38. Пат. 2402598 Российская Федерация, МПК C10L 5/44 Способ получения твердого биотоплива из древесного сыпучего сырья [Текст] / Сафонов А.О. (RU), Трещева О.А. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Воронеж. гос. лесотехн. акад». - N 2009119775/04; заявл. 25.05.09; опубл. 27.10.10, Бюл. N 30. - 4 с.

39. Пат. 2477305 Российская Федерация, МПК C10L9/00, C10L5/44, В 1/2. Ативные пеллеты [Текст] / Брыкин Д.М. (RU), Брыкин М.А. (RU), Сердюк В.В. (RU), Сердюк Д.В. (RU), Ашкинази Л.А. (RU); заявитель и патентообладатель ООО «ТОТЕК» (RU). - N 2011142879/04; заявл. 18.10.11; опубл. 10.03.13, Бюл. N 7. - 6 с.

40. Пат. 2484124 Российская Федерация, МПК C10L5/00, C10L5/40. Твердотопливная гранулированная композиция и способ ее получения [Текст] / Назаров В.И. (RU), Макаренков Д.А. (RU), Баринский Е.А. (RU); заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «МАМИ» (RU). - N 2011126519/04; заявл. 29.06.11; опубл. 10.06.13, Бюл. N 1. - 6 с.

41. Пат. 2518068 Российская Федерация, МПК C10L 5/44. Способ получения гранул или брикетов [Текст] / Гренн А.Й.; заявитель и патентообладатель Зилха байомасс фьюэлз ай ЭлЭлСи (US). - N 2011129312/04; заявл. 05.10.09; опубл. 20.01.13, Бюл. N 16. - 18 с.

42. Пеллетный рынок России растет [Электронный ресурс] / Лесная промышленность. - Режим доступа: http://www.lesonline.rU/n/4C37D.

43. Пижурин, А.А. Исследования процессов деревообработки [Текст] / А.А.Пижурин, М.С.Розенблит. - М.: Лесная промышленность, 1984. - 232 с.

44. Рынкевич, М. Физические и механические свойства пеллет из сосно-

вых опилок и коры [Текст] / М.Рынкевич // Вестник ВНИИМЖ. - 2013. - N 3(11). - С. 181-187.

45. Сафонов, А.О. Автоматизация управления прессом-гранулятором для производства пеллет из древесных отходов [Электронный ресурс] / А.О.Сафонов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского гос. аг-рар. ун-та. - Краснодар: КубГАУ. - 2011. - N 74(10). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/10/pdf/21.pdf.

46. Сафонов, А.О. Анализ технологий, применяемых в производстве древесных пеллет [Текст] / А.О.Сафонов, О.А.Трещева // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2008. - С. 88-93.

47. Сафонов, А.О. Математическое моделирование технологии производства биотоплива из отходов древесины [Текст] / А.О.Сафонов, О.А.Трещева // Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки: мат. междунар. науч. -практ. конф., 14-16 окт. 2009 г. -М.: Изд-во Моск. гос. ун-та леса, 2009. - С. 36-37.

48. Сафонов, А.О. Новые методы управления технологиями переработки отходов древесины в биотопливо [Электронный ресурс] / А.О.Сафонов // Политематический сетевой электронный науч. журнал Кубанского гос. аграр. ун-та. -Краснодар: КубГАУ. - 2012. - N 84 (10). - С. 348-357. - Режим доступа: http ://ej.kubagro.ru/2012/ 10/pdf/28.pdf.

49. Сафонов, А.О. Определение наличия искусственных компонентов в древесном биотопливе [Текст] / А.О.Сафонов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сб. науч. тр. по мат. междунар. науч. -практич. конф. «I Европейский лесопромышленный форум молодежи» - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2014. - С. 420-424.

50. Сафонов, А.О. Пути рационального использования отходов древесины и сельскохозяйственных растений [Текст] / А.О.Сафонов, Ч.Динггуо, Ч.Ян, У.Янь // Вестн. Таджикского технич. ун-та. - 2012. - N 4 (16). - С. 11-14.

51. Сафонов, А.О. Разработка теории и метода энергосберегающей автоматизированной технологии сушки древесных частиц в барабанных агрегатах [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.05 / Сафонов Андрей Олегович. - Воронеж, 2003. - 334 с.

52. Сафонов, А.О. Состояние и перспективы рационального использования природных полимеров [Текст] / А.О.Сафонов, В.М.Бугаков, А.Д.Платонов // Актуальные проблемы фундаментальных исследований воспроизводства и переработки природных полимеров: мат. междунар. науч. -технич. конф., 17-21 марта 2014 г. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2014. - С. 15-18.

53. Саханов, В.В. Эффективность использования различных видов древесного топлива [Текст] / В.В.Саханов, В.В.Кашуба, А.Е.Мачина // Лесной вестник. - 2011. - N 6(82). - С. 165-169.

54. Семенов, Ю.П. Проблемы энергетического использования древесной биомассы в России [Текст] / Ю.П.Семенов // Изв. междунар. акад. наук высшей шк. - 2009. - N 1(47). - С. 63-70.

55. Сергеев, С. В. Разработка метода многокритериальной оптимизации режимов сушки шпона в газовых роликовых сушилках [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.05 / Сергеев Сергей Владимирович. - Воронеж, 2009. - 171 с.

56. Скорикова, Л. А. Обоснование состава топливных гранул и технологии подготовки древесных опилок для их производства [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01 / Скорикова Любовь Александровна. - Йошкар-Ола, 2012. - 236 с.

57. Справочник лесохимика [Текст] / С.В.Чудинов [и др.] - 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1987. - 274 с.

58. Суханов, В.С. Роль биоэнергетики в повышении эффективности лесопромышленного комплекса России [Текст] / В.С.Суханов // Деревообрабатывающая промышленность. - 2010. - N 1. - С. 2-5.

59. Тимербаев, Н.Ф. Повышение эффективности энергетического испол ь-зования древесных отходов [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.17.08 / Тимербаев Наиль Фарилович. - Иваново, 2007. - 15 с.

60. Тимошенко, Н.М. Использование отходов и низкокачественной древе-

сины в производстве тепловой энергии [Текст] / Н.М.Тимошенко // Деревообработка. - 2009. - N 3. - С. 36-38.

61. Ткаченко, О.Н. Промышленное производство пеллет [Текст] / О.Н.Ткаченко // Деревообработка. - 2009. - N 3. - С. 44-45.

62. Тузенко, Е.В. Переработка древесных отходов деревоперерабатываю-щего предприятия с целью производства топлива [Текст] / Е.В.Тузенко, М.В.Цыгарова // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: мат. регион. науч.-практ. конф. - Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2012. - С. 86-89.

63. Тюрикова, Т.В. Совершенствование технологии торрефикации и гранулирования фракционированной древесины [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.05 / Тюрикова Татьяна Витальевна. - Архангельск, 2015. - 20 с.

64. Федоренчик, А.С. Древесное топливо - альтернатива традиционным источникам энергии [Текст] / А.С.Федоренчик // Лесная и деревообрабатывающая промышленность: сб. науч. тр. - Минск: Изд-во Белорус. гос. технол. ун-та, 2006. - Ч. 7. - С. 7-9.

65. Шамаев, В.А. Использование фаутной древесины в производстве топливных гранул (пеллет) [Текст] / В.А.Шамаев, Е.В.Зотова // Наука и технологии в современном мире: традиции и инновации: мат. II всероссийской науч. -практич. конф. с междунар. участием. - Новосибирск: Изд-во Сибирского независимого института, 2015. - С. 137-141.

66. Шамаев, В.А. Соблюдение заданных требований к качеству при производстве топливных гранул с добавлением фаутной древесины [Текст] / В.А.Шамаев, Е.В.Зотова // Общество и экономическая мысль в XXI в.: пути развития и инновации: мат. IV междунар. науч.-практич. конф. - Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2016. - С. 85-89.

67. Экологи призывают пересмотреть принципы производства древесных пеллет [Электронный ресурс] / Украинский биотопливный портал. - Режим доступа: http://pelleta.com.ua/ekologi-prizyvayut-peresmotret-principy-proizvodst-o33704.html

68. Эффективное использование древесных отходов [Текст] / Ю.М.Пирогов [и др.] // Бюл. строит. техники. - 2010. - N 9(913). - С. 46-49.

69. A case study on optimization of biomass flow during single screw extrusion cooking GA and RSM [Text] / T.J.Shankar [et al.] // Food and Bioprocess Technology, 2008.

70. A study of bonding and failure mechanisms in fuel pellets from different biomass resources [Text] / W.Stelte [et al.] // Biomass Bioenergy. - 2011. - N 35(2). -P. 910-918.

71. Andersson, D. Mathematical model for countercurrent feed pellet cooler [Text] / D.Andersson, D.Johansson / Master of science thesis, report N. EX001. - Göteborg, Sweden, 2008. - 61 р.

72. Andreiko, D. Effect of the moisture content on compression energy and strength characteristic of lupine briquettes [Text] / D.Andreiko, J.Grochowicz // J. Food Eng. - 2007. - N 83(1). - P. 116-120.

73. Aqa, S. Densification of preheated sawdust for energy conservation [Text] / S.Aqa, S.C.Bhattacharya // Energy. - 1992. - N 17(6). - P. 575-578.

74. Arzol, N. Experimental study of the mechanical and thermal behavior of pellets produced from oil palm biomass blends [Text] / N.Arzol, A.Gomez, S.RIncon // Global NEST Journal. - 2014. - N 16(1). - P. 179-187.

75. Boiler deposits from firing biomass fuels [Text] / T.R.Miles [et al.] // Biomass Bioenergy. - 1996. - N 10(2-3). - P. 125-138.

76. Bradfield, J. Effect of species and wood to bark ratio on pelleting of southern woods [Text] / J.Bradfield, M.P.Levi // Forest Products Journal. - 1984. - N 34. - P. 61-63.

77. Briquetting of wheat straw [Text] / I.E.Smith [et al.] // J. Agric. Eng. Res. -1977. - N 22(2). - P. 105-111.

78. Butler, J.L. Factors affecting the pelleting of hay [Text] / J.L.Butler, H.F.McColly // Agri. Eng. - 1959. - N 40. - P. 442-446.

79. Carbon materials obtained from self-binding sugar cane bagasse and deciduous wood residues plastics [Text] / J.Zandersons [et al.] // Biomass and Bioenergy. -

2004. - N 26. - P. 345-360.

80. Changes of chemical and mechanical behavior of torrefied wheat straw [Text] / L.Shang [et al.] // Biomass Bioenergy. - 2012. - N 40. - P. 63-70.

81. Chiarandini, M. Integrated planning of biomass inventory and energy production [Electronic resource] / M. Chiarandini, N. Kjeldsen, N. Nepomuceno / Investment evaluation Mathematical model Benders decomosition Results, 05 july 2012 y., 31 p. - Mode of access: http://www.xcelenergy.com/staticfiles/xe/Corporate/RDF-Biomassfeasibility-Report.pdf (data from 15 May 2016).

82. Cooper, A.R. Compaction behavior of several ceramic powders [Text] / A.R.Cooper, L.E.Eaton // Journal of the American Ceramic Society. - 1962. - N 45(3). - P. 97-101.

83. Demirbas, A. Briquetting properties of biomass waste materials [Text] / A. Demirbas, A. §ahin-Demirba§, A.Hilal Demirba§ // Energy Sources. - 2004. - N 26. -P. 83-91.

84. Dobie, J.B. Engineering appraisal of hay pelleting [Text] / J.B.Dobie // Agricultural Engineering. - 1959. - N 40(2). - P. 76-77.

85. Effect of moisture content, particle size and pine addition on quality parameters of barley straw pellets [Text] / C.Serrano [et al.] // Fuel Process. Technol. -2011. - N 92(3). - P. 699-706.

86. Effect of process variables on the quality characteristics of pelleted wheat distiller's dried grains with soluble [Text] / J.S.Tumuluru [et al.] // Biosystems Engineering. - 2010. - N 105(4). - P. 466-475.

87. Effect of severe thermal treatment on spruce and beech wood lignins [Text] / P.Rousset [et al.] // Ann. For. Sci. - 2009. - N 66(1). - P. 110-117.

88. Effect of storage on extractives from particle surfaces of softwood and hardwood raw materials for wood pellets [Text] / N.P.K.Nielsen [et al.] // Eur. J. wood prod. - 2009. - N 67. - P. 19-26.

89. Effect of storage temperature on off-gassing and physical properties of wood pellets [Text] / T.J.Shankar [et al.] // An ASABE meeting presentation. - Island, 2008. - Paper N 084248.

90. Effects of raw material moisture content, densification pressure and temperature on some properties of Norway spruce pellets [Text] / C.Rhen [et al.] // Fuel Process. Technol. - 2005. - N 87(1). - P. 11-16.

91. Energy input and quality of pellets made from steam-exploded Douglas fir (Pseudotsuga menziesii) [Text] / P.S.Lam [et al.] // Energy Fuels. - 2011. - N 25(4). -P. 1521-1528.

92. Experimental verification of novel pellet model using a single pelleter unit [Text] / J. K.Holm [et al.] // Energy Fuels. - 2007. - N 21(4). - P. 2446-2449.

93. Faborode, M.O. Moisture effects in the compaction of fibrous agricultural residues [Text] / M.O.Faborode // Biological Wastes. - 1989. - N 28(1). - P. 61-71.

94. Faborode, M.O. Optimizing the compression briquetting of fibrous agricultural materials [Text] / M.O.Faborode, J.R.Ocallaghan // J. Agric. Eng. Res. - 1987. - N 38(4). - P. 245-262.

95. Fuel lignocellulosic briquettes, die design, and products study [Text] / E.Granada [et al.] // Renewable Energy. - 2002. - N 27. - P. 561-573.

96. Fuel pellets from wheat straw: the effect of lignin glass transition and surface waxes on pelletizing properties [Text] / W.Stelte [et al.] // Bioenerg. Res. - 2012. -N 5(2). - P. 450-458.

97. Ganjyal, G.M. Modeling selected properties of extruded waxy maize cross -linked starches with neural networks [Text] / G.M.Ganjyal, M.A.Hanna, D.D.Jones // J. Food Sci. - 2003. - N 68(4). - P. 1384-1388.

98. Global wood pellet industry market and trade study [Text] / M.Cocchi [et al.] // International Energy Agency. - Paris, 2011.

99. Hall, G.E. Heated-die wafer formation of alfalfa and bermudagrass [Text] /

G.E.Hall, C.W.Hall // Transactions of the ASAE. - 1968. - N 11. - P.578-581.

100. Heckel, R.W. An analysis of powder compaction phenomena [Text] / R.W.Heckel // Transactions of the metallurgical society of AIME. - 1961. - N 221. - P. 1001-1008.

101. Heffner, L.E. Gelatinization during pelleting [Text] / L.E.Heffner,

H.B.Pfost // Feedstuffs. - 1973. - N 45(23). - P. 33.

102. Hill, B. A Study of factors affecting pellet durability and pelleting efficiency in the production of dehydrated alfalfa pellets: a special report [Text] / B.Hill, D.A.Pulkinen / Saskatchewan Dehydrators Association. - Canada: Tisdale, SK, 1988. -25 p.

103. Hon, D.N.S. Cellulosic adhesives [Text] / D.N.S.Hon // Adhesives from renewable resources. - Washington: American chemical society, 1989. - P. 289-304.

104. Importance of temperature, moisture content and species for the conversion process of wood into fuel pellets [Text] / N.P.K.Nielsen [et al.] // Wood fiber sci. -2009. - N 41. - P. 414-425.

105. Increasing the calorific value of rye straw pellets with biogenous and fossil fuel additives [Text] / S.Narra [et al.] // Energy Fuels. - 2010. - N 24(9). - P.5228-5234.

106. Investigation of the chemical modifications of beech wood lignin during heat treatment [Text] / N.Brosse [et al.] // Polym. Degrad. Stab. - 2010. - N 95(9). - P. 1721-1726.

107. Jensen, P.D. Internal particle size distribution of biofuel pellets [Text] / P.D.Jensen, M.Temmerman, S.Westborg // Fuel. - 2011. - N 90(3). - P. 980-986.

108. Jones, W.D. Fundamental principles of powder metallurgy [Text] / W.D.Jones. - London: Edward Arnold Publishers Ltd., 1960. - P. 242-370.

109. Kaar, W. E. Steam explosion of sugarcane bagasse as a pretreatment for conversion to ethanol [Text] / W.E.Kaar, C.V.Gutierrez, C. M.Kinoshita // Biomass and Bioenergy. - 1998. - N 14(3). - P. 277-287.

110. Kaliyan, N. Densification characteristics of corn stover and switchgrass [Text] / N.Kaliyan, R.V.Morey // Trans. ASABE. - 2009. - N 52(3). - P. 907-920.

111. Kaliyan, N. Factors affecting strength and durability of densified biomass products [Text] / N.Kaliyan, R.V.Morey // Biomass Bioenergy. - 2009. - N 33(3). - P. 337-359.

112. Kaliyan, N. Natural binders and solid bridge type binding mechanisms in briquettes and pellets made from corn stover and switchgrass [Text] / N.Kaliyan, R.V.Morey // Bioresour. Technol. - 2010. - N 101(3). - P. 1082-1090.

113. Kaliyan, N. Strategies to improve durability of switchgrass briquettes [Text] / N. Kaliyan, R.V.Morey // Trans. ASABE. - 2009. - N 52(6). - P. 1943-1953.

114. Kawakita, K. Some considerations on powder compression equations [Text] / K.Kawakita, K.H.Ludde // Powder Technology. - 1971. - N 4. - P. 61-68.

115. Khuri, A.Z. Response surface designs and analysis [Text] / A.Z.Khuri, J.A.Cornell. - New York: Marcel Dekker, 1987. - 149 p.

116. Kumar, R. Fuel properties and combustion characteristics of Lantana Camara and Eupatorium Spp. [Text] / R.Kumar, N.Chandrashekar, K.K.Pandey // Current Science. - 2009. - N 97 (6). - P. 930-935.

117. Lehtikangas, P. Quality properties of fuel pellets from forest biomass [Text] / P.Lehtikangas // Licentiate Thesis - Department of Forest Management and Products. - Uppsala, 1999. - P. 4-16.

118. Li, Y.D. High-pressure densification of wood residues to form an upgraded fuel [Text] / Y.D.Li, H.Liu // Biomass Bioenergy. - 2000. - N 19(3). - P. 177-186.

119. Lignin plasticization to improve binderless fiberboard mechanical properties [Text] / J.Bouajila [et al.] // Polym. Eng. Sci. - 2005. - N 45(6). - P. 809-816.

120. Machine vision based particle size and size distribution determination of airborne dust particles of wood and bark pellets [Text] / C.Igathinathane [et al.] // Powder Technol. - 2009. - N 196(2). - P. 202-212.

121. Mani, S. Effects of compressive force, particle size and moisture content on mechanical properties of biomass pellets from grasses [Text] / S.Mani, L.G.Tabil, S.Sokhansanj // Biomass Bioenergy. - 2006. - N 30(7). - P. 648-654.

122. Mechanical durability and combustion characteristics of pellets from biomass blends [Text] / M.V.Gil [et al.] // Bioresour. Technol. - 2010. - N 101(22). - P. 8859-8867.

123. Montgomery, D.C. Design and analysis of experiments [Text] / D.C.Montgomery. - New York: John Wiley, 1976. - ed. 4.

124. Nelson, D.L. Lehninger principles of biochemistry [Text] / D.L.Nelson, M.M.Cox. - New York: W.H. Freeman and Company, 2005.

125. Nielsen, N.P.K. Effect of fiber orientation on compression and frictional

properties of sawdust particles in fuel pellet production [Text] / N.P.K.Nielsen, J.K.Holm, C.Felby // Energy Fuels. - 2009. - N 23(6). - P. 3211-3216.

126. Odogherty, M.J. Compression of straw to high-densities in closed cylindrical dies [Text] / M.J.Odogherty, J.A.Wheeler // J. Agric. Eng. Res. - 1984. - N 29(1). - P. 61-72.

127. Olsson, A.M. Viscoelasticity of in situ lignin as affected by structure: Softwood vs. hardwood [Text] / A.M.Olsson, L.Salmen // Viscoelasticity of Biomat e-rials, ACS symposium series 489 Ed., American Chemical Society. -Washington, 1992. -P. 133-143.

128. Optimization of a multiparameter model for biomass pelletization to investigate temperature dependence and to facilitate fast testing of pelletization behavior [Text] / J.K.Holm [et al.] // Energy Fuels. - 2011. - N 25(8). - P. 3706-3711.

129. Pat. 233887 A. United States. Fuel [Electronic resource] / Smith W.H. (US); published 02.11.1880. - Mode of access: http://www.freepatentsonline.com/0233887.pdf.

130. Pat. 2510660 United States, Int. Cl. C10L 5/40, C10L 5/04, C10L 5/10, A01K1/015, A01K1/035, B01D15/00. Compressed biomass pellets and briquettes [Text] / Majerz M.B. (US), Khud D.D. (US); proprietor Amerikan pellit seplaj LLK (US). - N 2011147840/04; declared 25.10.10; published 27.05.13, Bull. N 10. - 23 p.

131. Payne, J.D. Improving quality of pellet feeds [Text] / J.D.Payne // Milling Feed and Fertilizer. - 1978. - N 161. - P. 34-41.

132. Pelletizing properties of torrefied spruce [Text] / W.Stelte [et al.] // Biomass Bioenergy. - 2011. - N 35(11). - P.4 690-4698.

133. Physical properties of pellets made from sorghum stalk, corn stover, wheat straw, and big bluestem [Text] / K.Theerarattananoon [et al.] // Ind. Crop. Prod. - 2011. - N 33(2). - P. 325-332.

134. Pietsch, W. Agglomeration Processes - Phenomena, Technologies, Equipment [Text] / W.Pietsch // Wilecy-VCH. - Weinheim, 2002.

135. Pöyry Pellets - Becoming a global commodity? - Perspectives on the global pellet market to 2020 [Text] // View point report. - Finland, 2011.

136. Process for production of high density, high performance binderless boards from whole coconut husk. - Part 1: lignin as intrinsic thermosetting binder resin [Text] / J.E.G.van Dam [et al.] // Industrial Crops and Products. - 2004. - N 19(3). - P. 207216.

137. Production of fuel briquettes from olive refuse and paper mill waste [Text] / S.Yaman [et al.] // Fuel Processing Technology. - 2000. - N 68. - P. 23-31.

138. Ravn, A. Modelling of wood pellet production and distribution for energy consumption [Text] / A.Ravn, S.P.Engstram / M.Sc. Thesis. - Kongens Lyngby: Technical university of Denmark, 2010. - 249 p.

139. Safonov, A.O. Ways of equipment automation for biofuel production from wood wastes [Text] / A.O.Safonov, O.A.Tresheva, S.J.Mitchual // Adhesives in woodworking industry: XIXth symposium, 2-3 September, 2009 y. - Slovakia, Zvolen: Technicka univerzita vo Zvolene, 2009. - C. 233-236.

140. Shambe, T. Acid and enzymatic hydrolysis of chaotropically pretreated millet stalk, acha and rice straws, and conversion of the products to ethanol [Text] / T.Shambe, J.F.Kennedy // Enzyme and Microbial Technology. - 1985. - N 7. - P. 115120.

141. Shankar, T.J. Optimization of extrusion process variables using a genetic algorithm [Text] / T.J.Shankar, S.Bandyopadhyay // Food and Bioproducts Processing. - 2004. - N 82(2). - P. 143-150.

142. Shankar, T.J. Process variables during single screw extrusion of fish and rice flour blends [Text] / T.J.Shankar, S.Bandyopadhyay // Journal of Food Processing and Preservation. - 2005. - N 29. - P. 151-164.

143. Shivanand, P. Compaction behavior of cellulose polymers [Text] / P.Shivanand, O.L. Sprockel // Powder Technology. - 1992. - N 69. - P. 177-184.

144. Some laws of a lignin plasticization [Text] / J.Bouajila [et al.] // J. Appl. Polym. Sci. - 2006. - N 102(2). - P. 1445-1451.

145. Sonnergaard, J.M. Investigation of a new mathematical model for compression of pharmaceutical powders [Text] / J.M.Sonnergaard // European Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2001. - N 14. - P. 149-157.

146. Stelte, W. Fuel pellets from biomass: PhD thesis [Text] / W.Stelte // Technical University of Denmark Roskilde. -Denmark, 2011.

147. Stevens, C.A. Starch gelatinization and the influence of particle size, steam pressure and die speed on the pelleting process [Text] / C.A.Stevens // Ph.D. dissertation. - Manhattan: Kansas State University, 1987.

148. Stevens, J. Enhancing the fuel value of wood pellets with the addition of lignin [Text] / J.Stevens, D.J.Gardner // Wood Fiber Sci. 2010. - N 42(4). - P.439-443.

149. Suitability of steam exploded residual softwood for the production of bin-derless panels: effect of the pre-treatment severity and lignin addition [Text] / M.N.Angles [et al.] // Biomass and Bioenergy. - 2001. - N 21. - P. 211-224.

150. Tabil, L. G. Compression and compaction behavior of alfalfa grind: Part 2: compaction behavior [Text] / L.G.Tabil, S.Sokhansanj // Powder Handling & Processing. - 1996. - N 8(2).

151. Tabil, L.G. Process conditions affecting the physical quality of alfalfa pellets [Text] / L.G.Tabil, S.Sokhansanj // American Society of Agricultural Engineers. -1996. - N 12(3). - P. 345-350.

152. The effect of lignoboost kraft lignin addition on the pelleting properties of pine sawdust [Text] / N.P.K.Nielsen [et al.] // Proceedings of the World Bioenergy Conference and Exhibition on Biomass for Energy, Jonkoping, Sweden, International Ene r-gy Agency. - 2008. - P. 120-124.

153. The influence of storage and drying methods for scots pine raw material on mechanical pellet properties and production parameters [Text] / T.Filbakk [et al.] // Fuel Process. Technol. - 2011. - N 92(5). - P. 871-878.

154. Toussaint, B. Effect of steam explosion treatment on the physic-chemical characteristics and enzymic hydrolysis of poplar cell wall components [Text] /

B.Toussaint, G.Excoffier, M.R.Vignon // Animal Feed Science and Technology. -1991. - N 32. - P. 235-242.

155. Tumuluru, J.S. A review on biomass densification technologies for energy application: prepared for the U.S. department of energy [Text] / J.S.Tumuluru,

C.T.Wright, K.L.Kenney, J.R. Hess // Idaho National Laboratory. - Idaho, 2010. - 96 p.

156. Walker, E.E. The properties of powders-Part VI: the compressibility of powders [Text] / E.E.Walker // Transactions of the Faraday Society. - 1923. - N 19. -P. 73-82.

157. Wood bonding by vibrational welding [Text] / B.J.Gfeller [et al.] // Adhes. Sci. Technol. - 2003. - N 17(11). - P. 1573-1589.

158. Zafari, A. The effect of extrusion parameters on density of biomass pellet using artificial neural networknternational [Text] / A.Zafari, M.H.Kianmehr, R.A.Modeling // Journal of recycling of organic waste in agriculture. - 2013. - N 2. - P. 9-19.

159. Zotova, E. Mathematical modeling of the objective functions of the production process of wood pellets [Text] / E.Zotova, A.Safonov, J.Sedliacik // Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 2014. - N 56(2). - C. 113-123.

144

Приложение А План проведения эксперимента

Таблица А.1 - План Хартли для активных экспериментов технологии

производства древесных пеллет

№ х4 Х7

опыта

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

2 [phone]

3 -1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

4 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1

5 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 -1

6 +1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 -1

7 -1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 -1

8 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1

9 -1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1

10 +1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1

11 -1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 -1

12 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1

13 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 -1

14 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 -1

15 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1

16 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1

17 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 -1

18 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 -1

19 -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1

20 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 -1

21 -1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1

22 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1

23 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1

24 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1

25 -1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 -1

26 +1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 -1

27 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 -1

28 +1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1

29 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1

30 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1

31 -1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 -1

32 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1

33 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1

34 +1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1

35 -1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1

36 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1

37 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 +1

38 +1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 +1

39 -1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 +1

40 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1

41 -1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 +1

Окончание таблицы А. 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9

42 +1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 +1

43 -1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1

44 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1

45 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1

46 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1

47 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1

48 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 +1

49 -1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1

50 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 +1

51 -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1

52 +1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 +1

53 -1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1

54 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1

55 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1

56 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 +1

57 -1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 +1

58 +1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 +1

59 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 +1

60 +1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 +1

61 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1

62 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1

63 -1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 +1

64 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1

65 -1 0 0 0 0 0 0 0

66 [phone]

67 0 -1 0 0 0 0 0 0

68 0 +1 0 0 0 0 0 0

69 0 0 -1 0 0 0 0 0

70 0 0 +1 0 0 0 0 0

71 0 0 0 -1 0 0 0 0

72 0 0 0 +1 0 0 0 0

73 0 0 0 0 -1 0 0 0

74 0 0 0 0 +1 0 0 0

75 0 0 0 0 0 -1 0 0

76 0 0 0 0 0 +1 0 0

77 0 0 0 0 0 0 -1 0

78 0 0 0 0 0 0 +1 0

79 0 0 0 0 0 0 0 -1

80 0 0 0 0 0 0 0 +1

81 0 0 0 0 0 0 0 0

146