목재 칩으로 목재 펠릿을 만드는 방법

목재 칩을 고품질 목재 펠릿으로 전환하는 기술적 과정은 비교적 간단하지만, 입자 크기, 수분 함량, 온도를 세심하게 제어해야 하며 적절한 장비 체인이 필요합니다: 칩핑, 분쇄, 약 8~12% 수분 함량까지 건조, 적합한 다이와 롤러를 사용한 펠릿화, 냉각 및 선별, 마지막으로 포장입니다. 이러한 요소들이 적절히 관리될 때 펠릿은 난방 및 산업용으로 안정적으로 성능을 발휘하며 대규모로 비용 효율적으로 생산될 수 있습니다.

1. 왜 목재 칩을 펠릿으로 전환하는가

칩을 펠릿으로 전환하면 저가치 또는 취급이 어려운 바이오매스를 수분 함량이 낮고 크기가 균일하며 에너지 함량이 예측 가능한 고밀도 연료로 변환합니다. 펠릿은 자동화 시스템에서 원목 칩에 비해 유동성과 계량성이 우수하며 단위 부피당 에너지 밀도가 높아 열 단위당 운송 비용을 절감하고 소매 난방, 상업용 보일러 및 산업용 연소 시장에 진출할 수 있는 기회를 제공합니다. 이러한 변환은 공급업체에게 물류적 이점과 더 넓은 상업적 수요를 창출합니다.

2. 생산 흐름 개요

칩용 견고한 펠릿 라인은 일반적으로 다음과 같은 순차적 단계를 따릅니다:

1. 수령 및 보관.

2. 1차 절삭 및 이물질 제거.

3. 미세 입자로의 크기 감소 (해머 밀 또는 분쇄기).

4. 과대 입자를 제거하기 위한 체질.

5. 건조기 내 수분 감소로 펠릿화 목표 달성.

6. 링 다이 또는 플랫 다이 펠릿 밀에서의 펠릿화.

7. 냉각 및 템퍼링을 통해 기계적 강도를 안정화시킵니다.

8. 미세 입자 및 규격 미달 펠릿을 제거하기 위한 선별 작업.

9. 운송을 위한 포장, 봉투 포장 또는 대량 적재.

각 단계는 최종 펠릿의 내구성, 발열량 및 수율에 영향을 미칩니다. 산업 가이드와 공장 사례 연구는 펠릿 품질에 결정적인 요소로 건조 및 분쇄 단계를 강조합니다.

3. 원료 선정 및 품질 기준

모든 칩이 동등하게 적합한 것은 아닙니다. 생산 전 평가해야 할 핵심 속성:

• 종류 및 목재 유형경목 펠릿은 일반적으로 더 높은 겉보기 밀도와 느린 연소 속도를 보이며, 일부 연목 종은 수지 함량이 높은 결합제를 제공합니다. 원하는 펠릿 특성에 따라 원료를 선택하십시오.

• 오염물질 수준금속, 암석, 모래, 외부 유입 플라스틱 또는 토사는 분쇄기 및 다이를 손상시키므로 자석, 공기 분리기 및 선별기를 통해 제거해야 합니다.

• 초기 수분신선한 칩은 30~60%의 수분을 함유할 수 있습니다. 사전 건조하거나 건조한 재료와 혼합하면 건조기 부하를 줄일 수 있습니다.

• 입자 기하학: 칩은 거칠며, 일관된 압축을 위해서는 약 3밀리미터 미만의 미세 입자로 펠릿을 형성해야 하므로 효율적인 분쇄가 필요합니다.

실용적인 팁: 입고 검사를 설정하여 원목 종류, 수분 함량 및 오염 물질을 기록하면 해당 로트에 추가 전처리가 필요한지 판단할 수 있습니다.

4. 전처리: 칩핑, 밀링 및 체질

원목 가공 또는 산림 잔여물에서 발생한 칩은 펠릿 밀에 적합한 입자 크기 범위로 분쇄되어야 한다. 일반적인 공정 순서는 칩핑 → 해머밀/나이프밀 → 진동 스크린이다.

• 치퍼: 대형 목재와 가지를 추가 분쇄를 위한 관리 가능한 칩으로 변환합니다. 원료와 처리량에 맞는 분쇄기 크기를 선택하십시오.

• 해머 밀대부분의 펠릿 공장은 해머 밀을 사용하여 분말 형태의 원료를 생산합니다. 평균 입자 크기는 3mm 미만을 목표로 해야 합니다. 이 크기 이상의 입자는 펠릿의 응집력을 감소시키고 다이 마모를 증가시킵니다. 효율성과 마모는 로터 속도와 해머 구성에 따라 달라집니다.

• 스크린과 분류기이러한 별도의 대형 조각들은 2차 분쇄가 필요할 수 있습니다. 효과적인 선별은 건조기와 펠릿기의 부하를 줄여줍니다.

칩을 균일한 미세 분말로 가공하는 과정은 에너지 집약적이지만 필수적이며, 불량한 분쇄는 열등한 펠릿의 가장 흔한 원인이다.

5. 수분 관리 및 건조 목표

수분은 펠릿 품질에 있어 가장 중요한 변수입니다. 두 가지 사실을 명심해야 합니다:

• 목표 수분 함량대부분의 산업 공정에서는 펠릿화 전 목재 펠릿의 수분 함량을 약 8~12%로 유지하는 것을 목표로 합니다. 이 수분 균형은 리그닌 가소화를 가능하게 하여 단단한 펠릿을 생산합니다. 수분 함량이 높으면 생산량이 감소하고 부서지기 쉬운 펠릿이 생성될 수 있으며, 수분 함량이 낮으면 분쇄 에너지가 증가하고 결합력이 저하될 수 있습니다.

• 건조기 유형칩 건조에는 드럼 건조기와 벨트 건조기가 흔히 사용됩니다. 건조 설계를 할 때는 처리량, 연료 공급원, 허용 배기 열량 간의 균형을 맞춰야 합니다. 일부 공장에서는 나무껍질이나 공정 연료를 이용해 건조기를 가열합니다.

제어 전략: 다이 수명과 펠릿 품질을 보호하기 위해 입구/출구 온도를 모니터링하고 가능한 경우 인라인 수분 센서를 사용하십시오. 냉각 후 최종 펠릿 수분 함량은 일반적으로 4~6% 수준으로 유지되며, 이는 장기 보존에 이상적입니다.

6. 펠릿화: 기계, 다이, 롤러 및 작동 매개변수

펠릿화는 공정 핵심 단계입니다. 두 가지 일반적인 분쇄기 유형이 사용됩니다:

• 링 다이 펠릿화기중대형 설비에서 높은 처리량과 장시간 연속 가동이 가능해 선호됩니다. 롤러 어셈블리가 장착된 회전 링 다이가 재료를 다이 구멍을 통해 압축합니다. 링 다이 밀은 목재 칩(분쇄 후)을 더 효율적으로 처리하며, 중장비 사용 시 더 긴 다이 수명을 제공합니다.

• 평판 다이 펠릿 밀소규모 배치 또는 가정용 생산에 더 흔히 사용됩니다. 더 간단하지만 처리량이 낮고 일반적으로 노동 집약도가 높습니다. 대규모로 칩을 펠릿으로 가공할 때는 링 다이 방식이 선호되는 경향이 있습니다.

운영자가 조정하는 주요 매개변수:

• 이송 속도 나사 속도를 조절하여 일관된 다이 충진을 유지합니다.

• 다이 온도 마찰의 영향을 받아 리그닌 연화에 기여할 수 있다.

• 롤러 압력 펠릿 밀도를 결정하는 입자 크기와 간극.

• 다이 홀 크기 목표 펠릿 직경(일반적으로 연료 펠릿의 경우 6, 8 또는 10 mm)을 충족시키기 위해.

참고: 목재에는 천연 리그닌이 함유되어 있어 가열 및 압축 시 내재적 결합제 역할을 합니다. 입자 크기 및 수분 함량 목표를 달성한 순수 목재 펠릿의 경우 일반적으로 합성 결합제가 필요하지 않습니다.

7. 펠릿화 후 공정: 냉각, 선별, 저장 및 포장

압출 후 펠릿은 뜨겁고 취약하므로, 즉시 취해야 할 조치는 다음과 같습니다:

• 냉각역류식 냉각기는 펠릿 온도를 낮추고 표면 리그닌을 고형화시켜 기계적 내구성을 높입니다. 냉각된 펠릿은 또한 안정된 수분 평형 상태에 도달합니다.

• 선별진동 스크린은 미세 입자와 분진을 분리합니다. 미세 입자는 해머 밀로 재순환되거나 향후 배치에 혼합됩니다.

• 스토리지습기 흡수와 생물학적 분해를 방지하기 위해 건조하고 통풍이 잘되는 창고 또는 밀봉된 대형 백에 보관하십시오. 대량 저장 시 깊은 더미에서 발생하는 자연 발열 현상에 대한 고려가 필요합니다.

• 포장자동 포장 시스템은 노동 효율성을 높이며, 산업 고객의 경우 트럭이나 컨테이너에 대량으로 적재하는 것이 일반적이다.

펠릿 프레스, 쿨러 및 포장기 사이의 재료 이동을 최소화하는 공장 레이아웃은 파손을 줄이고 수율을 향상시킵니다.

8. 품질 지표 및 실험실 검사

고객과 표준 기관은 측정 가능한 품질 지표를 기대합니다. 일반적인 테스트에는 다음이 포함됩니다:

• 수분 함량 냉각 후 (완성된 펠릿의 목표 수분 함량 4~6%).

• 부피 밀도 (kg/m³) – 밀도가 높을수록 운송 경제성이 향상됩니다.

• 내구성 또는 텀블링 시험으로 측정된 기계적 강도; 프리미엄 연료 펠릿의 허용 가능한 내구성은 일반적으로 95% 이상이다.

• 회분 함량 – 낮을수록 좋다; 높은 재 함량은 보일러 내 오염을 유발할 수 있다.

• 발열량 (고위 발열량) MJ/kg 또는 BTU/lb 단위로 보고됨.

• 입자 크기 분포 및 미세 입자 비율 심사 후.

표준 및 구매자 사양은 시장별로 상이합니다; 각 생산 교대조마다 간단한 QC 실험실 루틴을 채택하십시오.

9. 일반적인 장비 배치 및 플랜트 구성

플랜트 설계는 처리량에 따라 달라집니다. 중소 규모 플랜트의 일반적인 모듈:

• 수취 및 보관덮개가 있는 작업장, 컨베이어 및 분쇄기

• 1차 분쇄기 및 해머 밀단계적 감압 장치, 자석 및 스크린

• 건조 라인먼지 포집 및 배기 처리 기능이 있는 드럼 건조기 또는 벨트 건조기

• 펠릿화 섬펠릿 밀, 피더 및 제어 패널

• 냉각 및 선별: 미분용 냉각기, 스크린 및 반환 컨베이어

• 포장 및 팔레트 적재: 포장기, 팔레타이저 및 스트레치 랩퍼

지속적인 가동을 위해 핵심 예비 부품에 대한 중복 설계를 적용하십시오: 추가 다이 세트, 예비 롤러, 그리고 처리량이나 공급 변동성이 높은 경우 두 번째 해머밀을 포함합니다. 플랜트 레이아웃은 수요에 따라 확장할 수 있도록 모듈식으로 구성할 수 있습니다.

10. 에너지 사용량, 생산량 및 대략적인 비용 고려 사항

에너지 수요와 수율은 초기 수분 함량, 종, 식물 효율성에 따라 달라집니다. 몇 가지 경험적 규칙:

• 수확량 감소건조 과정에서 부피와 질량이 감소합니다; 생칩을 펠릿 수분 함량으로 건조할 때 상당한 질량 손실이 예상됩니다.

• 에너지 소비분쇄, 건조 및 펠릿화는 주요 에너지 소모 과정입니다. 효율적인 건조 및 열회수는 운영 비용을 절감합니다. 껍질 같은 공정 잔여물을 건조기 연료로 활용하면 연료비를 낮출 수 있습니다.

프로젝트 계획을 위해 원료 매핑 작업, 건조기 크기 계산, 그리고 칩퍼, 해머밀, 건조기, 펠릿 밀, 쿨러, 스크린 및 포장 설비에 대한 자본과 원료에 대한 운전 자본을 포함한 간단한 ROI 모델을 수행하십시오. 타당성 모델링을 위해 WSU 보고서와 지역 확장 노트가 유용한 참고 자료입니다.

11. 환경, 안전 및 규제 관련 사항

다음과 같은 운영상 필수 사항을 고려하십시오:

• 먼지 제어 및 폭발 위험펠릿 공장은 가연성 분진을 발생시킵니다. 적절한 분진 집진 장치, 접지 및 폭발 배출구 또는 억제 시스템을 설치하십시오.

• 건조기에서 발생하는 배출물연소 가스 및 미립자는 지역 대기 배출 허가 기준을 준수해야 합니다. 산업용 건조기의 경우 배기 가스 처리가 필요할 수 있습니다.

• 조달 합법성특정 구매자 또는 인증 프로그램이 요구하는 목재 조달 규정 및 지속가능성 약속을 확인하십시오.

• 소방심층 대량 저장물은 자체 발열이 발생할 수 있으므로, 적재 더미 내 온도를 모니터링하고 방화 절차를 설계해야 합니다.

이러한 초기 문제를 해결하면 규제 마찰을 줄이고 구매자 신뢰도를 높일 수 있습니다.

12. 랜슨머신즈 제품 적합성 및 구매 참고사항

장비 도입을 고려 중인 고객을 위한 공급 및 비즈니스 모델에 부합하는 핵심 질문:

• 시간당 및 연간 설계 처리량은 톤 단위로 얼마입니까?

• 도입될 칩의 품질과 수분 함량 프로필은 어떻게 예상해야 합니까?

• 건조기에 연료나 전기를 사용할 예정인가요?

• 자동화 수준과 원격 모니터링이 필요한가요?

랜슨머신즈는 공장 가격 경쟁력과 원료 및 용량 맞춤형 옵션을 갖춘 펠릿 프레스, 해머 밀 및 모듈형 펠릿 라인을 공급합니다. 공급업체 비교 시 다이 금속 공학 보증, 예비 부품 가용성 및 현지 서비스를 우선적으로 고려하십시오. (최종 선정 시 회사별 사양 페이지 및 데이터 시트 참조 권장)

13. 표

표 1: 목재 펠릿(연료용)의 일반적인 목표 사양

표 2: 장비 비교 – 소규모, 중규모 및 대규모

표 3: 칩에서 펠릿으로의 신속 공정 체크리스트

14. 자주 묻는 질문

1. 분쇄 없이 칩에서 직접 펠릿을 만들 수 있나요?
   아니오. 칩은 입자가 너무 굵어 견고한 펠릿을 형성하기 어렵습니다. 약 3mm 미만의 입자를 생산하기 위해서는 해머 밀이나 다른 분쇄 장비가 필요합니다.

2. 펠릿화하기 전에 칩의 수분 함량은 어느 정도여야 합니까?
   펠릿 밀에 투입되는 원료의 수분 함량은 8~12%를 목표로 하십시오. 완제품 펠릿은 냉각 후 약 4~6%의 수분 함량을 유지해야 합니다.

3. 목재 펠릿에 바인더가 필요한가요?
   순수 목재 펠릿은 일반적으로 천연 리그닌에 의존하며 입자 크기와 수분 함량이 적절할 경우 추가 결합제가 필요하지 않습니다. 일부 저리그닌 원료의 경우 소량의 결합제 첨가가 필요할 수 있습니다.

4. 칩 가공에 가장 적합한 펠릿 밀 유형은 무엇인가요?
   링 다이 밀은 높은 처리량과 중부하 작업을 처리할 수 있기 때문에 중대형 규모의 칩-펠릿 생산에 선호된다.

5. 먼지와 폭발 위험을 어떻게 통제하나요?
   견고한 집진 장치를 설치하고, 작업장 청결을 유지하며, 장비를 접지하고, 필요한 경우 폭발 배출구 또는 억제 장치를 사용하십시오.

6. 어떤 종이 최고의 펠릿을 만드는가?
   경목과 연목 모두 고품질 펠릿을 생산할 수 있으며, 수종 선택은 재 내성, 발열량 요구 사항 및 지역별 가용성에 따라 달라집니다.

7. 건조 과정에서 얼마나 많은 질량이 손실되나요?
   녹색 칩을 펠릿 수분 함량까지 건조할 때 상당한 중량 손실이 발생하므로, 이에 맞춰 원료 공급량을 계획하십시오. 정확한 손실량은 초기 수분 함량에 따라 달라집니다.

8. 벌금은 재사용될 수 있나요?
   예. 미세 입자는 일반적으로 분쇄 공급물에 재순환되어 수율을 향상시킵니다. 그러나 과도한 미세 입자는 상류 공정 문제를 나타냅니다.

9. 소량의 펠릿화는 경제적인가?
   소규모 펠릿화는 기술적으로 가능하나 분쇄 및 건조 과정의 에너지 비용으로 인해 경제성이 떨어지는 경우가 많으며, 규모의 경제는 중대형 플랜트에 유리하다.

10. 펠릿 품질을 어떻게 테스트하나요?
    표준 시험 방법을 사용하여 수분, 겉보기 밀도, 기계적 내구성 및 회분을 측정하고, 교대별로 정기적인 시료를 채취한다.

15. 칩으로 펠릿 생산을 시작하기 위한 실용적인 체크리스트

1. 원료 공급 가능성과 계절별 수분 추세를 지도화한다.

2. 시장에 맞는 목표 펠릿 사양(직경, 회분, 발열량)을 선택하십시오.

3. 건조기와 해머밀의 용량은 처리량과 일반적인 칩 수분을 기준으로 결정하십시오.

4. 생산 능력 계획과 가동 시간을 기준으로 링 다이 펠릿 밀 크기를 선택하십시오.

5. 재료 흐름에 냉각, 선별 및 포장 모듈을 통합하십시오.

6. 건물 설계에 먼지 제어 및 화재 방지 기능을 포함시키십시오.

7. 다이 및 롤러에 대한 예비 부품 예산을 책정하고 예방 정비 일정을 수립하십시오.

8. QC 검증을 위해 파일럿 배치를 실행하고 필요에 따라 수분 함량 또는 분쇄도를 조정하십시오.