Para los pequeños y medianos productores de biomasa, la Piso Die Pellet Mill Madera representa el equilibrio óptimo entre inversión de capital, par operativo y densidad de pellets. Nuestro análisis metalúrgico en Lansonmachines concluye que, si bien los molinos de matriz anular dominan el sector industrial a gran escala, el diseño de matriz plana ofrece una capacidad de alimentación vertical superior y un mayor esfuerzo de presión por pulgada cuadrada para materiales difíciles de aglomerar, como las astillas de madera dura. La conclusión es clara: para operaciones que produzcan menos de 800 kg/hora, un sistema de troquel plano equipado con un troquel de aleación de acero endurecido al vacío (clasificación 58-62 HRC) proporciona el menor coste por tonelada de producción, manteniendo al mismo tiempo una durabilidad superior del granulado. Este artículo ofrece una disección técnica de la maquinaria, la ciencia de los materiales que hay detrás de las placas perforadas y los parámetros operativos necesarios para transformar las astillas de madera brutas en combustible de alto poder calorífico.

Atributos clave

Materia prima	Hierba, cáscara de arroz, serrín de madera, biomasa, paja,...	puntos clave de venta	Fácil de manejar
componentes básicos	Cojinete, Motor, Bomba, Engranaje, PLC, Motor, Recipiente a presión...	tensión	380V/50HZ
garantía	1 año	informe de ensayo de maquinaria	Proporcionado
vídeo de salida - inspección	Proporcionado	Diámetro del granulado (mm)	6 – 9
producción (kg/h)	1000 - 1500 kg/h	lugar de origen	Henan, China
potencia del motor (kw)	90	peso (kg)	1000
marca	Lanson	dimensión(1*w*h)	1850*1050*1800MM
Nombre	Máquina de pellets de madera de biomasa	Utilización	Aserrín de combustible Pellet Making Machine
Capacidad	1-2t/h	Color	Solicitud del cliente
Servicio posventa	Soporte técnico de vídeo	Servicio post garantía	Soporte técnico de vídeo Soporte en línea
Ventaja	Alta eficiencia productiva	Servicio	24 horas
Marca	Lanson	Paquete	Paquete estándar de madera

1. La ciencia material de la matriz plana: la perspectiva de un metalúrgico

El corazón de cualquier peletizadora de madera es la interacción entre la carcasa del rodillo y la placa perforada. En mi trabajo en Lansonmachines, me encuentro a menudo con clientes que subestiman los requisitos metalúrgicos del procesamiento de astillas de madera. A diferencia de los pellets de pienso, las fibras de madera son abrasivas y requieren una presión inmensa para plastificar la lignina natural.

Selección de aleaciones y tratamiento térmico

El acero al carbono estándar falla rápidamente bajo el estrés térmico de la granulación de la madera. Abogamos y utilizamos aceros estructurales aleados de alta calidad, en concreto 20CrMnTi o 40Cr, para la fabricación de troqueles planos.

• Carburación: La matriz debe someterse a un proceso de carbonitruración. Esto difunde carbono y nitrógeno en el metal de la superficie, creando una carcasa resistente al desgaste y conservando al mismo tiempo un núcleo duro y dúctil.

• Gradiente de dureza: La dureza ideal para una matriz plana de pellets de madera no es uniforme. La superficie requiere una dureza Rockwell (HRC) de 60-62 para resistir la abrasión del sílice que se encuentra en la corteza de la madera. Sin embargo, el núcleo debe mantener un HRC de 45-50 para evitar el agrietamiento catastrófico bajo la carga cíclica de los rodillos.

• Enfriamiento al vacío: Para garantizar que los orificios de la matriz no se deformen durante el endurecimiento, el temple en vacío es superior al temple en aceite. Así se mantiene la geometría precisa de los orificios de compresión, lo que garantiza un diámetro uniforme del granulado.

Nota del experto: Si su troquel se desgasta en menos de 500 horas de funcionamiento, es probable que el fabricante haya utilizado acero 45# estándar sin la cementación adecuada.

Calidad del material	Dureza de la superficie (HRC)	Resistencia al desgaste	Resistencia a la fatiga	Aplicación recomendada
45# Acero al carbono	40-45	Bajo	Bajo	Piensos blandos / estiércol animal
Aleación 40Cr	50-55	Medio	Medio	Madera blanda / Serrín
20CrMnTi	58-62	Alta	Alta	Astillas de madera dura / Biomasa
Acero inoxidable (4Cr13)	52-56	Alta (Corrosión)	Alta	Biomasa alimentaria / corrosiva

2. Mecánica de ingeniería: Funcionamiento de la prensa plana

La comprensión de las fuerzas vectoriales dentro de la cámara de granulado explica por qué este diseño es especialmente adecuado para las astillas de madera.

Alimentación vertical y por gravedad

A diferencia de las máquinas de matriz anular, que se basan en la fuerza centrífuga para distribuir el material, los molinos de matriz plana utilizan la gravedad. La matriz se coloca horizontalmente. Las astillas entran por la parte superior y caen directamente entre los rodillos y la superficie del troquel. Este mecanismo de alimentación vertical evita que se formen puentes y bloqueos, un problema habitual cuando se procesan materiales ligeros y esponjosos como virutas de pino o palés triturados.

Interacción entre el rodillo y el troquel

Existen dos configuraciones mecánicas principales en el mercado:

1. Troquel giratorio / rodillo fijo: La matriz gira, impulsando el material bajo rodillos estáticos. Esto es habitual en las unidades más pequeñas (toma de fuerza o eléctrica pequeña).

2. Troquel fijo / Rodillo giratorio: Los rodillos orbitan alrededor del troquel. Este es el Lansonmachines preferencia para virutas de madera.

   • ¿Por qué? Cuando los rodillos se mueven, crean una acción de mezcla secundaria. Evita que la materia prima se amontone en “zonas muertas” dentro de la cámara. Los rodillos activos aplastan las astillas de madera, forzándolas a pasar por los orificios cónicos de la matriz estacionaria.

3. Parámetro crítico: La relación de compresión

La relación de compresión (CR) es la especificación técnica más importante a la hora de pedir una matriz. Se define como la longitud útil efectiva del orificio de la matriz dividida por el diámetro del orificio ($L/D$).

Un desajuste en CR provoca dos fallos:

1. Bloqueo: La relación es demasiado alta. La fricción es tan grande que la madera se quema dentro del agujero y no puede extruirse.

2. Fluffing: La proporción es demasiado baja. El material no se mantiene bajo presión el tiempo suficiente para calentar la lignina. El granulado se deshace inmediatamente.

Cálculo para tipos de madera

Las distintas especies de madera poseen densidades aparentes y contenidos de lignina diferentes.

• Madera de coníferas (pino, abeto, pícea): Alto contenido en lignina natural, baja densidad. Requiere un CR más alto (por ejemplo, 1:5 a 1:6) para generar suficiente fricción para activar el aglutinante.

• Maderas duras (roble, nogal americano, abedul): Alta densidad, menor disponibilidad de lignina. Requiere un CR más bajo (por ejemplo, de 1:3,5 a 1:4,5). La madera ya es densa; una compresión excesiva atascará la máquina.

4. Preparación de la materia prima: De la viruta a la materia prima

Un error muy común es creer que una “prensa peletizadora de astillas de madera” puede aceptar directamente astillas de madera brutas de 5 cm. Esto es mecánicamente imposible para la cámara de peletización. Las astillas deben procesarse primero.

Reducción de tamaño (molienda de martillos)

La prensa de matriz plana requiere un tamaño de partícula consistente. Las virutas de madera deben pulverizarse en serrín o polvo fibroso con un diámetro no superior al tamaño del orificio de la matriz (normalmente 6 mm).

• Tamaño ideal de las partículas: De 3 mm a 5 mm.

• Si las partículas son demasiado grandes, no entrarán en los orificios de la matriz, haciendo que los rodillos “salten” y vibren excesivamente, dañando los cojinetes del eje principal.

Equilibrio de humedad

El metal interactúa con la madera húmeda de forma diferente a la madera seca.

• Demasiado húmedo (>18%): El agua crea una barrera de vapor. El granulado “explota” al salir de la matriz debido a la expansión del vapor (popcorning).

• Demasiado seco (<8%): Falta de lubricación por vapor. La fricción hace que la temperatura de la matriz de acero se dispare (>100 °C), carbonizando la madera y, potencialmente, recociendo (ablandando) la superficie de la matriz.

• El punto dulce: Un contenido de humedad de 12% a 15% es obligatorio para un rendimiento óptimo del troquel plano de Lansonmachines.

5. Troquel plano frente a troquel anular: una comparación honesta

A menudo orientamos a los clientes industriales hacia las matrices anulares para producciones masivas, pero la matriz plana presenta una clara ventaja para perfiles de usuario específicos.

Característica	Molino de pellets de matriz plana	Anillo Die Pellet Mill
Rendimiento	Bajo a medio (50 kg - 800 kg/h)	Alta (1 tonelada - 20 toneladas/hora)
Generación de presión	Alta (distancia entre rodillos ajustable)	Moderado (dependencia centrífuga)
Eficiencia energética	Más bajo por máquina, más alto por tonelada	Mayor eficiencia operativa a escala
Mantenimiento	Sencillo (troqueles invertidos, fácil acceso)	Complejo (requiere polipasto, alineación)
Huella	Compacto y portátil	Grande, requiere cimentación fija
Coste	Bajos gastos de capital	Gastos de capital elevados

Veredicto: El troquel plano es la mejor opción para el procesamiento en granjas, pequeños talleres y empresas que empiezan con un capital limitado. Su capacidad para soportar presiones más altas hace que sea más tolerante con materiales de biomasa variados.

6. Sistemas de energía y transmisión

El método por el que se suministra el par a la cámara de granulación determina la eficacia de la unidad.

Motor eléctrico (trifásico)

El estándar del sector. Para la granulación de madera, un par elevado es más importante que unas RPM elevadas. Utilizamos cajas de engranajes de alta resistencia (engranajes helicoidales o cónicos) para reducir la velocidad del motor y multiplicar el par.

• Ventaja: Potencia constante, uso en interiores permitido.

• Restricción: Requiere una conexión fiable a la red de 380 V/400 V.

Motor diesel

Ideal para operaciones remotas (explotaciones forestales). El motor diésel se conecta mediante un sistema de embrague.

• Ventaja: Movilidad total.

• Restricción: El control de las vibraciones es difícil; los costes de combustible pueden fluctuar.

Toma de fuerza

Se conecta directamente a un tractor.

• Ventaja: Utiliza el equipo agrícola existente; coste cero del motor.

• Restricción: Es difícil mantener las RPM constantes si el tractor gira al ralentí de forma inconsistente.

7. Protocolos de mantenimiento para la longevidad

Como experto en materiales, veo que muchas matrices fallan prematuramente debido a un mantenimiento descuidado más que a defectos de fabricación.

Procedimiento de parada “mezcla de aceite

Este es el hábito operativo más crítico. Nunca debe apagar la máquina con madera en bruto dentro de los orificios del troquel. La madera se enfriará, se endurecerá como el hormigón y será necesario taladrarla (lo que daña el pulido espejo de los orificios).

• Procedimiento: En los últimos 2 minutos de funcionamiento, introduzca en la máquina una mezcla de aceite, arena y serrín.

• Resultado: Esta mezcla aceitosa permanece en los orificios del troquel durante el almacenamiento. Evita la oxidación y sale fácilmente en la siguiente puesta en marcha.

Ajuste de la holgura entre rodillo y matriz

La distancia entre el rodillo y la cara de la matriz se mide en milímetros.

• Ajuste de la brecha: De 0,1 mm a 0,3 mm.

• Compruebe la frecuencia: Cada 4 horas de funcionamiento.

• Si el rodillo toca la matriz, se produce un contacto de metal con metal que destruye la superficie tratada térmicamente. Si la separación es demasiado amplia, el material crea una gruesa “alfombrilla” y resbala, provocando el atasco de la matriz.

Lubricación de rodamientos

Los rodamientos de rodillos funcionan en un entorno de mucho polvo y calor. Debe inyectarse grasa de complejo de litio de alta temperatura cada 8 horas de funcionamiento.

8. Análisis económico: Retorno de la inversión en peletización de astillas de madera

Invertir en un molino de troqueles planos exige comprender la economía unitaria.

Factores de coste

1. Electricidad/combustible: Suele ser el mayor gasto operativo.

2. Sustitución de matrices y casquillos de rodillos: Consumibles. Un troquel de aleación de alta calidad dura 600-800 horas. Un casquillo de rodillo dura 300-500 horas.

3. Trabajo: Un solo operario puede gestionar la alimentación y el ensacado.

Creación de valor

Las astillas de madera en bruto o los residuos forestales suelen tener un valor cercano a cero o negativo (coste de eliminación).

• Coste de la materia prima: $0 - $20 / tonelada.

• Coste de tramitación: ~$30 - $40 / tonelada (energía + piezas de desgaste).

• Precio de mercado de los pellets: $150 - $250 / ton.

• Margen: El margen potencial es significativo, siempre que la máquina no esté parada por reparaciones. Esto refuerza la necesidad de comprar componentes de acero aleado de calidad por adelantado.

9. Solución de problemas: Lectura de los pellets

El aspecto físico de la pastilla cuenta una historia sobre el estado de la máquina.

Grietas verticales (efecto abeto)

• Diagnóstico: El material está demasiado seco o la relación de compresión es demasiado baja. El granulado se retrae al salir de la matriz.

• Remedio: Añadir pequeñas cantidades de agua o vapor; comprobar el grosor del troquel.

Grietas horizontales

• Diagnóstico: La cuchilla de corte está desafilada o mal ajustada, golpeando el pellet en lugar de cortarlo. O el material tiene demasiada ceniza inorgánica (arena).

• Remedio: Afilar la cuchilla; cribar las astillas para eliminar los residuos.

Superficie pastosa / oscura

• Diagnóstico: Sobrecalentamiento. El material pasa demasiado tiempo en el orificio de la matriz.

• Remedio: La relación de compresión es demasiado alta. Reduzca el grosor del troquel o añada un lubricante (aceite vegetal) a la mezcla.

Finos (polvo) en la bolsa

• Diagnóstico: La lignina no cuajó.

• Remedio: El enfriamiento fue insuficiente. Los gránulos deben enfriarse inmediatamente después de la extrusión para endurecer el aglutinante.

10. Futuras innovaciones en la tecnología de troqueles planos

Lansonmachines investiga actualmente la próxima generación de prensas planas.

Rodillos de carburo

Estamos probando rodillos incrustados con tiras de carburo de tungsteno. Aunque son caros, aumentan la vida útil de la carcasa del rodillo en 300%, lo que reduce el tiempo de inactividad por cambio de piezas.

Sistemas de lubricación automática

El engrase manual es el principal punto de fallo (error humano). Los nuevos modelos incorporan bombas automáticas que inyectan grasa en el eje principal y los rodamientos de rodillos a intervalos programados, garantizando que el metal nunca se seque.

Preguntas más frecuentes

P1: ¿Puede una fábrica de pellets de troquel plano procesar directamente virutas de madera húmedas?

No. Un contenido de humedad superior a 18-20% hará que el agua hierva dentro de los orificios de la matriz, impidiendo la formación de pellets. La presión del vapor revienta la madera al salir de la matriz. Debe secar las astillas de madera hasta una humedad de 12-15% antes de procesarlas.

P2: ¿Cuál es la vida útil de una placa perforada plana?

Un troquel de acero aleado de alta calidad (20CrMnTi) procesado con tratamiento térmico al vacío durará entre 600 y 800 horas, dependiendo de la abrasividad de la madera. Si se invierte el troquel (utilizando ambos lados), la vida útil se duplica.

P3: ¿Por qué vibra mucho mi máquina?

La vibración suele indicar una de estas tres cosas: un desgaste desigual de los rodillos, un eje principal doblado o una alimentación desigual del material. Compruebe que los rodamientos están en buen estado y que la separación entre el rodillo y la matriz es uniforme en toda la superficie.

P4: ¿Necesito un aglutinante para los pellets de madera?

En general, no. La madera contiene lignina, un polímero natural que actúa como aglutinante cuando se calienta por fricción. Sin embargo, en el caso de madera vieja y seca o de maderas duras con baja disponibilidad de lignina, la adición de 1-2% almidón o aceite vegetal puede mejorar la calidad del pellet.

P5: ¿Cómo elijo el diámetro de orificio adecuado?

La norma para calefacción residencial es de 6 mm. Las calderas industriales suelen utilizar 8 mm o 10 mm. Los agujeros más pequeños requieren más energía para empujar el material, mientras que los agujeros más grandes ofrecen un mayor rendimiento pero una menor densidad aparente.

P6: ¿Puedo utilizar el mismo troquel para maderas blandas y duras?

No se recomienda. Las maderas blandas requieren un troquel más grueso (mayor relación de compresión) para generar fricción. Las maderas duras necesitan un troquel más fino. Si se utiliza un troquel de madera blanda para roble, es probable que se atasque la máquina; si se utiliza un troquel de madera dura para pino, se obtendrán pellets sueltos y desmenuzables.

P7: ¿Cuál es la diferencia entre las troqueladoras planas de tipo R y las de tipo D?

En el tipo D (torneado de troqueles), el troquel gira mientras los rodillos están inmóviles. En el tipo R, la matriz es fija y los rodillos giran. El tipo R es superior para la madera porque los rodillos giratorios crean una acción de cizallamiento que ayuda a mezclar el material y evita atascos.

P8: ¿Cuánta electricidad consume una fábrica de troqueles planos?

Una fábrica típica a pequeña escala (por ejemplo, con una capacidad de 200-300 kg/h) funcionará con un motor de 15 kW a 22 kW. Esto equivale a unos 60-80 kWh de electricidad por tonelada de pellets producida, en función de la dureza de la madera.

P9: ¿Por qué mis bolitas salen negras?

Las bolitas negras indican combustión (carbonización). Esto significa que la temperatura de fricción es demasiado alta. Esto se debe a una relación de compresión demasiado alta para el material o a que el material está demasiado seco.

Q10: ¿Puedo fabricar piensos para animales con una peletizadora de madera?

Técnicamente sí, pero la relación de compresión de la madera es mucho mayor que la del pienso. Utilizar un troquel de madera para maíz/hierba sobrecalentará el pienso y destruirá los nutrientes. Usted debe comprar un troquel separado, más delgado específicamente para la producción de piensos para intercambiar en la máquina.

11. Mantenimiento avanzado de matrices: Recargue y contrahundido

Un detalle que a menudo se pasa por alto es la posibilidad de renovar un troquel desgastado. Como experto en metales, aconsejo a los clientes que un troquel no está necesariamente “muerto” cuando baja la producción.

El patrón de desgaste

Con el tiempo, la fricción de las virutas de madera desgasta el chaflán de entrada (el cono cónico al comienzo del orificio). Cuando este cono desaparece, la máquina tiene dificultades para introducir el material en el orificio, lo que provoca un descenso de la capacidad de 50%.

Técnica de reparación

1. Rectificado de superficies: Si la superficie es irregular (washboarding), una amoladora de superficies puede aplanar la cara del troquel.

2. Avellanado: Con una broca cónica que coincida con el ángulo original (normalmente 45 o 60 grados), se pueden volver a perforar los chaflanes de entrada.

3. Resultado: Esto restaura la “mordida” del troquel, permitiéndole volver a agarrar el material con eficacia. Esto puede prolongar la vida útil total del troquel en 20-30%.

12. Dinámica del par motor y de la caja de cambios

La fresadora de troqueles planos es una aplicación de alto par. La elección del reductor influye significativamente en la capacidad de la máquina para soportar cargas de choque (como un nudo en la madera).

Engranajes helicoidales frente a engranajes cónicos

• Engranajes cónicos: Suelen encontrarse en diferenciales de automoción de bajo coste utilizados en granuladoras de bricolaje. Son propensos al sobrecalentamiento bajo carga industrial continua.

• Engranajes helicoidales: Utilizados en la serie profesional de Lansonmachines. Los engranajes helicoidales engranan más dientes simultáneamente, repartiendo la carga. Funcionan de forma más silenciosa y fría, transfiriendo 95-98% de la potencia del motor al eje.

Sistemas de acoplamiento

Evitamos los acoplamientos rígidos. Un acoplamiento flexible (acoplamiento de neumáticos o acoplamiento de araña) es esencial entre el motor y la caja de engranajes. Este componente absorbe las vibraciones del proceso de granulado y evita que los devanados del motor tiemblen con el tiempo.

13. Tendencias del mercado mundial de granulación de biomasa

El cambio hacia la neutralidad del carbono está impulsando el mercado de las matrices planas.

Producción descentralizada

Históricamente, las plantas de pellets eran enormes fábricas. Ahora, vemos una tendencia hacia el “procesamiento en origen”. Fábricas de muebles, aserraderos y granjas están instalando molinos de troquel plano para procesar sus propios residuos in situ. Esto elimina la huella de carbono del transporte de residuos brutos a una planta central.

Normas de calidad de los pellets (ENplus A1)

Incluso los pequeños productores aspiran ahora a la calidad ENplus A1. Esto exige un estricto cumplimiento del bajo contenido en cenizas (<0,7%). El funcionamiento a baja velocidad del laminador plano produce menos polvo fino que los laminadores anulares de alta velocidad, lo que ayuda a los pequeños productores a cumplir los requisitos de durabilidad de estas normas internacionales.

Recomendación final para los compradores

Al seleccionar un Madera Pellet Mill Máquina plana Die astillas de madera Pellet Prensa, No se fije sólo en la potencia. Fíjese en el peso de la máquina (más pesada implica mejor acero y fundición), pregunte por el grado de aleación específico de la matriz (exija 20CrMnTi o similar) y asegúrese de que la relación de compresión se adapta a su fuente de madera específica.

En Lansonmachines, no sólo vendemos hierro; diseñamos soluciones basadas en la ciencia metalúrgica. Una prensa plana es un instrumento de precisión. Si se trata con el mantenimiento correcto y se alimenta con materia prima adecuadamente preparada, se convierte en un centro neurálgico de producción de energía renovable.