Оборудование лаборатории на пеллетном производстве
Качество превыше всего
В продолжение ряда статей, посвященных европейскому стандарту древесных топливных гранул-пеллет ENplus и процедуре сертификации пеллетных производств по этому стандарту (см. «ЛПИ» № 8, 2009 год, № 5, 2012 год и № 4, 2014 год), назрела необходимость ответить на часто задаваемые вопросы по комплектации необходимой для проверки качества пеллет лаборатории - на производстве или у трейдера.
На сегодня системой сертификации по ENplus охвачено более 60% европейского рынка пеллет. Успех проекта сертификации ENplus можно объяснить в первую очередь «немецким подходом» (напомним, что инициатором европейского стандарта сертификации пеллет ENplus выступила Немецкая ассоциация энергетической древесины и древесных пеллет [Deutsche Energieholz- und Pellet-Verband - DEPV] и Немецкий институт пеллет [Deutsche Pellet Institut - DEPI]) к требованиям и системам управления качеством как сырья, так и конечной продукции - пеллетам на всех этапах их производства, начиная от контроля за входящим сырьем и заканчивая отгрузкой конечному потребителю.
Для постоянного контроля качества пеллет каждый пеллетный завод, согласно европейскому стандарту ENplus, обязан обзавестись специальной мини-лабораторией. Такую же лабораторию должен иметь каждый крупный дилер или трейдер, которые самостоятельно проверяют качество всех партий пеллет. Состав оборудования лаборатории в первую очередь зависит от финансовых возможностей заказчика, и специальных требований к оборудованию нет. Поэтому не имеет значения, кто является производителем лабораторного оборудования, новое оно или бывшее в употреблении. Главное - это конечный результат: способность лаборатории определять качество гранул.
Основные качественные характеристики пеллет, которые должны подтверждаться лабораторным анализом, - это насыпная плотность, прочность (или истираемость), зольность, влажность и теплота сгорания.
Насыпная плотность пеллет
ГОСТ Р 54191-2010 (ЕN 15103:2009) «Биотопливо твердое. Определение насыпной плотности».
Для определения насыпной плотности пеллет необходим контейнер цилиндрической формы из ударопрочного материала, с гладкой поверхностью, устойчивый к деформации для предотвращения изменений формы и объема, водонепроницаемый, с наружными захватами для облегчения работы, с соотношением высоты и диаметра от 1,25 до 1,50 и объемом 5±0,1 л.
Прочность пеллет (истираемость)
Истираемость - один из важнейших показателей качества гранул. Соответствующая требованиям ENplus истираемость пеллет достигается за счет правильной технологии изготовления, и прежде всего использования мощных прессов-грануляторов, специально спроектированных для работы с древесным сырьем.
Для того чтобы при перевозке пеллеты не разрушались и без проблем сгорали в пеллетных котлах, они должны обладать определенной прочностью. Для характеристики прочности пеллет приняты специальные показатели истираемости, которая определяется на пеллет-тестере (лигнотестере) [EN 15210-1 «Твердое биотопливо. Определение механической прочности гранул и брикетов. Часть 1: Пеллеты»]. Делается это так: в пеллет-тестер засыпается небольшое количество пеллет, которые затем подвергаются воздействию воздушного потока под определенным давлением в течение 30-60 с, после чего отколовшиеся частицы пеллет просеиваются и взвешиваются. На основании этих измерений вычисляется истираемость пеллет.
В пеллет-тестер пеллеты засыпаются после просеивания через специальные сита, согласно ГОСТ Р 54188-2010 (ЕN 15149-1:2010) «Биотопливо твердое. Определение гранулометрического состава. Часть 1: Метод ситового анализа на плоских ситах» с размером отверстий 3,15 мм и более. Для этого в лаборатории необходим набор сит по ГОСТ Р 51568-99 (ИСО 3310-1-90) со следующими размерами ячеек: 1; 3; 15; 20; 30; 40 мм. Ячейки круглой или прямоугольной формы. Высота обечайки 75 мм, диаметр - 300 мм (требуется рабочая поверхность 1200 см2).
К набору сит понадобится крышка, обечайки, поддоны (для сбора сит в общий лоток). После просеивания пеллет через набор таких сит определяется также и содержание пыли (%) в готовой продукции.
Зольность пеллет
Этот показатель характеризует количество золы, остающееся после сжигания пеллет (ГОСТ Р 54185-2010 (ЕN 14775:2009) «Биотопливо твердое. Определение зольности»). Он является одним из самых важных показателей качества пеллет, особенно используемых в бытовых пеллетных котлах и каминах. Поэтому в лаборатории обязательно должен быть прибор для определения зольности пеллет. Есть два варианта: использование муфельной печи или золомера скоростного прокаливания.
Муфельная лабораторная электропечь состоит из керамического муфеля - легко заменяемого блока со встроенными нагревателями, износостойкой корундовой плитки-подкладки для защиты подовой части муфеля, эффективной футеровки из волокнистых материалов, специальной технологической полочки из нержавеющей стали у дверного проема. Все это закрыто металлическим кожухом с полимерным порошковым покрытием. Муфельная печь оснащается программатором-регулятором температуры на базе микропроцессора с цифровой индикацией. Пеллеты засыпаются в изготовленные из инертного материала специальные тигли диаметром 10 см, глубиной от 10 до 20 мм. Для точного измерения количества золы, полученной после сжигания образцов пеллет, используют прецизионные весы с защитным колпаком - ветровым барьером для предотвращения выдувания золы. Такие весы предназначены для точного взвешивания веществ с малой массовой долей и имеют встроенный электронный блок-память. Градация шкалы измерения весов 0,001 г. Скорость обмена воздуха муфельной печи составляет 5-10 рабочих объемов печи в минуту.
Для определения зольности пеллет также можно использовать золомер скоростного прокаливания. Корпус золомера сделан из нержавеющей стали, на верхней полке расположены отверстия (обычно восемь) для установки тиглей с пробами гранул (20-30 г). Температура в золомере очень быстро достигает 950°С, а за счет беспрепятственного доступа воздуха в зону горения процесс прокаливания ускоряется. Прибор укомплектован таймером со звуковым сигналом и устройством моментального обесточивания в случае самопроизвольного открытия крышки. Конструкция золомера благодаря наклонному размещению тиглей в обрабатывающем пазе позволяет наблюдать за процессом сгорания пеллет. После того как находившиеся в тиглях образцы гранул полностью выгорят, тигли должны медленно остыть в специальной колбе. Затем оставшаяся зола, как и после сжигания в муфельной печи, взвешивается на прецизионных электронных весах.
Теплота сгорания пеллет
Теплоту сгорания (количество тепла, выделяющегося при сжигании единицы массы топлива) измеряют в так называемой калориметрической бомбе. По полученному в «бомбе» результату рассчитывается высшая и низшая теплота сгорания пеллет (МДж/кг или кДж/кг).
Прибор для измерения теплоты сгорания пеллет не обязательно устанавливать в лаборатории, но желательно. Этим прибором также хорошо проверять сырье поставщиков перед покупкой, а в идеале и платить за него следует в зависимости от калорийности.
Влажность пеллет
Хорошо горят гранулы, влажность которых не выше 12%. Проверка влажности сырья на разных этапах производства позволяет правильно организовать весь цикл производства, а также отслеживать работу и неисправности каждого узла пеллетной линии.
Для измерения влажности пеллет необходим микроволновый влагомер для биомассы с особо точным измерением.
Ну и, конечно, лаборатория должна быть укомплектована пробоотборниками, тигельными щипцами, шпателем, пинцетом и, как уже было отмечено выше, весами разной точности: до 1 мг, до 0,1 г и до 1 г.
Стоимость всего вышеперечисленного оборудования может составить от 4 тыс. евро.
Зачем сертифицировать пеллеты?
Некоторые российские производители категорически отказываются сертифицировать свои производства по нормам ENplus, аргументируя тем, что и без сертификации у них отлично разбирают всю продукцию. Но это до поры до времени, не за горами внедрение и в России подобных европейским норм и требований к качеству пеллет и сертификации их производства.
Сегодня все пеллетные котлы в странах Западной Европы имеют паспорт, в котором указаны характеристики пеллет, необходимые для достижения максимального КПД и безопасной работы котла. Понятно, что эти характеристики соответствуют требованиям ENplus или DIN+. На самих котлах также можно увидеть наклейки-требования ENplus или DIN+ к качеству пеллет.
Пока российские производители не до конца осознали необходимость сертификации, они поставляют свою продукцию по заниженным ценам европейским посредникам, которые расфасовывают пеллеты по 15 кг в мешки, незаконно вешают на них ярлык якобы пройденной сертификации и поставляют конечному потребителю.
Однако в марте 2013 года была введена в действие директива ЕС № 995/2010, которая предусматривает ответственность импортеров продукции лесопромышленного комплекса (в том числе пеллет) за формирование прозрачной схемы поставок с подтверждением законности происхождения исходного сырья. Так что «серым» схемам продаж несертифицированных гранул в ЕС рано или поздно неизбежно придет конец...
Сергей ПЕРЕДЕРИЙ,
Дюссельдорф, Германия,
s.perederi@eko-pellethandel.de
