Основными компонентами кокосовой скорлупы являются целлюлоза и лигнин. Высокое содержание лигнина обеспечивает чрезвычайно прочное сцепление волокон, что и является фундаментальной причиной твёрдости текстуры и высокой ударной вязкости кокосовой скорлупы. Эта особенность делает кокосовую скорлупу непригодной для естественного разложения, но в то же время придаёт ей уникальную ценность как промышленному сырью.
В настоящее время существует три основных направления ресурсное использование кокосовой скорлупы: после карбонизации и активации из скорлупы получают активированный уголь с хорошо развитой микропористой структурой, который применяется для очистки воды, извлечения золота и в качестве электродного материала для суперконденсаторов; посредством пиролиза или прямого сжигания кокосовая скорлупа превращается в биоуголь, бионефть и горючий газ либо используется напрямую в качестве альтернативного топлива для биомассовых электростанций; после обработки скорлупу можно применять как волокнистый и композиционный материал для изготовления матрасов, строительных плит, субстратов для садоводства, а также в качестве наполнителя и армирующего материала для биоразлагаемых пластиков.
Независимо от выбранного технологического маршрута, до поступления в основное перерабатывающее оборудование кокосовая скорлупа сталкивается с одной и той же проблемой: сырая скорлупа имеет большие размеры, неправильную форму и высокую твёрдость; прямая подача приведёт к неравномерному нагреву, забиванию или повышенному износу последующего оборудования. Поэтому предварительная обработка является indispensable (неотъемлемым) начальным этапом всего процесса переработки.
Основные требования к предварительной обработке: до какой фракции следует измельчать кокосовую скорлупу?
Различные последующие процессы предъявляют чёткие требования к размеру частиц измельчённой кокосовой скорлупы:
Карбонизация для получения активированного угля: скорлупу необходимо измельчить до частиц размером 3–10 мм или хлопьев 2–3 см
Биомассовое топливо / выработка электроэнергии: скорлупу необходимо измельчить до 10–30 мм
Извлечение волокна: скорлупу необходимо сначала размягчить, измельчить и гранулировать, при этом к конечной форме предъявляются особые требования
Улучшение почвы / садоводческий субстрат: скорлупу необходимо измельчить до 20–50 мм
Неоднородность размера частиц — наиболее распространённая проблема предварительной обработки. Если размер измельчённой кокосовой скорлупы слишком сильно варьируется, в печи карбонизации мелкие частицы будут переуглерожены, а крупные — недокарбонизованы, что напрямую влияет на йодное число и прочность готового активированного угля. Поэтому основная задача измельчительного оборудования — обеспечить однородный и контролируемый размер частиц на выходе.
Решение GEP ECOTECH по оборудованию для предварительной обработки кокосовой скорлупы: первичное измельчение двухвальным шредером + тонкое дробление молотковой дробилкой
Целая кокосовая скорлупа отличается высокой твёрдостью. Непосредственное использование высокоскоростной молотковой дробилки приведёт к быстрому износу молотков, а из-за неправильной формы скорлупы нестабильная подача легко вызывает забивание материала. С учётом характеристик кокосовой скорлупы GEP ECOTECH предлагает полный комплект оборудования — от предварительного измельчения до тонкого дробления.
Первый этап: предварительное измельчение двухвальным шредером. Двухвальный шредер серии GD использует метод сдвигового измельчения на низкой скорости с высоким крутящим моментом. Посредством двух встречно вращающихся валов с ножами кокосовая скорлупа разрывается, сжимается и срезается. Этот метод измельчения хорошо адаптирован к целой скорлупе, половинкам скорлупы и скорлупе с небольшим количеством примесей. Размер на выходе обычно контролируется в пределах 50–200 мм, что обеспечивает однородный промежуточный материал для последующего тонкого дробления или прямой карбонизации. С учётом твёрдости и вязкости кокосовой скорлупы ножи двухвального шредера серии GD изготовлены из импортной легированной стали, обладают хорошей износостойкостью и ударной стойкостью и могут восстанавливаться методом наплавочной сварки для многократного использования, что обеспечивает низкие затраты на обслуживание и удобство эксплуатации.
Второй этап: частицы кокосовой скорлупы после предварительного измельчения поступают в молотковую дробилку серии GXB для дальнейшей обработки до целевого размера. Молотковая дробилка серии GXB оснащена ротором с высоким моментом инерции и ситом большой площади. Изменяя размер отверстий сита, можно регулировать размер материала на выходе (10 мм, 20 мм, 30 мм и т. д.), удовлетворяя различным требованиям последующих процессов, таким как карбонизация и подготовка топлива, и подходя для различных сценариев применения с относительно строгими требованиями к размеру частиц.
Преимущество данного комбинированного процесса от GEP ECOTECH заключается в следующем: на этапе предварительного измельчения низкоскоростной сдвиг заменяет высокоскоростной удар, что значительно снижает износ ножей и образование пыли; этап тонкого дробления осуществляется на основе уже гомогенизированного материала, благодаря чему достигаются высокая эффективность дробления и однородность материала на выходе. Кроме того, измельчительное оборудование GEP ECOTECH оснащено интеллектуальной системой управления с поддержкой удалённого мониторинга и диагностики, способной в режиме реального времени отслеживать состояние работы оборудования, реализуя предупреждение о неисправностях и связанное управление, сокращая количество внеплановых остановок и снижая влияние простоев на обслуживание на непрерывность производства.
Если вы планируете проект по переработке и использованию кокосовой скорлупы и вам необходимо подобрать оборудование для предварительной обработки с учётом конкретных характеристик сырья и целевой продукции, вы можете обратиться в техническую команду GEP ECOTECH, чтобы получить индивидуальные решения по измельчению и рекомендации по выбору оборудования. Мы также можем организовать пробный запуск материала, чтобы на реальном оборудовании проверить, соответствуют ли эффект дробления и размер частиц на выходе требованиям вашего технологического процесса.
