Превращение отработанной кофейной гущи (SCG) в биотопливо премиум-класса представляет собой один из самых эффективных циклов получения энергии в секторе биомассы на сегодняшний день. Сайт Автоматическая машина для производства топливных гранул из кофейных зерен (диапазон 55kw-132kw) предлагает оптимальное соотношение крутящего момента и пропускной способности для коммерческой обработки. Для промышленных применений, рассчитанных на производительность от 800 до 1000 кг в час, конфигурация кольцевой фильеры, поддерживаемая рамой из углеродистой стали Q235, обеспечивает необходимую жесткость и гашение вибраций, а уникальное содержание масла в кофейной гуще (10-15%) требует специализированной степени сжатия фильеры от 1:4,5 до 1:5,5 для предотвращения проскальзывания роликов. Эта система позволяет операторам предприятий перерабатывать отходы с высокой стоимостью утилизации в топливные гранулы с содержанием 4 800 ккал/кг, превосходящие по тепловой эффективности стандартные древесные гранулы.

1. Материаловедение отработанной кофейной гущи (SCG)

Чтобы создать машину, способную перерабатывать кофе, нужно сначала понять, что является сырьем. В отличие от древесины или соломы, кофейная гуща под высоким давлением действует как псевдопластичный материал благодаря своему химическому составу.

Масляный фактор и механика переплета

Для скрепления гранул стандартная древесина опирается на пластификацию лигнина при температуре около 80°C. Кофейная гуща отличается. Она содержит остаточные масла (липиды) от 10% до 17% по весу.

• Преимущество: Это масло действует как натуральное связующее вещество и ускоритель горения, придавая кофейным гранулам более высокую теплотворную способность, чем сосновым или еловым.

• Задача: Избыток масла действует как смазка между валиком и матрицей. Если коэффициент трения падает слишком низко, ролики, по сути, “гидропланируют” по материалу, останавливая производство.

• Решение: В конструкции нашей машины предусмотрена система принудительной подачи и более шероховатая внутренняя поверхность вальцов для сохранения сцепления с маслянистым сырьем.

Устойчивость к кислоте и коррозии

Сырая кофейная гуща имеет pH от 4,5 до 5,5, что делает ее слабокислой. Хотя корпус машины изготовлен из прочной конструкционной стали Q235, компоненты, непосредственно контактирующие с биомассой, в частности камера гранулирования, матрица и ролики, должны быть изготовлены из металла более высокого класса. Мы рекомендуем использовать штампы из нержавеющей стали (4Cr13) или высокохромистых сплавов, чтобы противостоять химическому питтингу в течение длительных рабочих циклов.

2. Структурная инженерия: Роль стали Q235

В спецификации продукта указаны Q235 в качестве основного материала. Как специалист по металлу, я должен пояснить, где используется эта сталь и почему она является лучшим выбором для шасси и корпуса машины.

Демпфирование вибраций и жесткость

Q235 - это углеродистая конструкционная сталь с пределом текучести 235 МПа. Для машины с двигателем мощностью 132 кВт вибрация - враг долговечности.

• Сварка чугуна по сравнению с Q235: Если в старых мельницах использовался чугун, то в современных агрегатах Lansonmachines применяются сварные пластины Q235. Это позволяет получить более толстые стенки в местах повышенных нагрузок (например, в креплении коробки передач) без хрупкости, связанной с литьем.

• Гармоническая стабильность: Плотность и пластичность Q235 позволяют раме поглощать высокочастотные вибрации, возникающие в процессе гранулирования, защищая подшипники главного вала и крепления двигателя от усталостных трещин.

Термическая стабильность

При гранулировании выделяется тепло. Температура в камере часто достигает 90-105°C. Сталь Q235 сохраняет стабильность размеров в этом диапазоне, обеспечивая точное выравнивание между двигателем и редуктором, предотвращая разрушение муфты.

3. Динамика мощности: от 55 кВт до 132 кВт Конфигурация

Переход от 55 кВт к 132 кВт - это не просто увеличение мощности двигателя, это изменение характеристик крутящего момента и потенциальной производительности.

Требования к крутящему моменту для маслянистой биомассы

Для обработки кофейной гущи требуется меньшая сила “дробления”, чем для твердых пород дерева (например, дуба), но большая скорость “выдавливания”, чтобы предотвратить перегрев масла.

• Модели мощностью 55 кВт - 75 кВт: Идеально подходит для сухой кофейной гущи, смешанной с опилками (смесь 50/50). Достаточно меньшей мощности, так как опилки снижают плотность.

• Модели мощностью 90 кВт - 110 кВт: Стандарт для чистой кофейной гущи 100%. Более высокий крутящий момент необходим для проталкивания плотного, влажного материала через фильеру до того, как тепло разрушит масла.

• 132 кВт Модель: Предназначен для высокопроизводительных линий (1 тонна в час и более). Двигатель такого размера обеспечивает “крутящий момент”, необходимый для перезапуска машины в случае заклинивания, что часто случается при обучении балансировке уровня влажности кофе.

Эффективность и передача

В Lansonmachines для этих мощностей мы используем двухмоторный клиноременный привод или цилиндрический редуктор с прямым зацеплением. Для агрегата мощностью 132 кВт предпочтительнее использовать редуктор, поскольку он обеспечивает эффективность передачи энергии 98%, сводя к минимуму потери энергии.

4. Процесс гранулирования: От влажной земли до топлива

Сайт Автоматическая машина для производства топливных гранул из кофейных зерен это сердце более крупной системы. Вы не можете засыпать влажную гущу из кофейни прямо в бункер.

Равновесие влажности

Свежий SCG содержит 60-70% влаги. Такой материал механически невозможно гранулировать. Вода действует как несжимаемая жидкость, блокируя отверстия фильеры.

• Цель: Влажность от 12% до 14%.

• Сушка: Перед пеллетной мельницей обязательно устанавливается барабанная сушилка.

• Кондиционирование: Непосредственно перед пеллетной мельницей парокондиционер (опционально, но рекомендуется) обеспечивает поверхностный нагрев сырья. Благодаря этому натуральные масла выходят на поверхность непосредственно перед прессованием, что повышает прочность гранул.

Охлаждение и закалка

Кофейные гранулы выходят из машины мягкими и горячими (90°C). Благодаря содержанию масла они остаются мягкими дольше, чем древесные гранулы. Противоточный охладитель необходим для снижения температуры до уровня окружающей среды в течение 10 минут. Без этого пеллеты рассыплются под собственным весом в мешке для хранения.

5. Технология штамповки: Коэффициент сжатия (CR) для кофе

Коэффициент сжатия ($L/D$) является наиболее важным техническим параметром. Он определяется как эффективная рабочая длина отверстия штампа, деленная на диаметр отверстия.

Тип биомассы	Рекомендуемый CR	Причина
Сосна/мягкое дерево	1:5.0 – 1:6.0	Для скрепления требуется высокое трение.
Дуб/ореховое дерево	1:4.0 – 1:5.0	Естественная плотность, требует меньшего сжатия.
Кофейная гуща (чистая)	1:4.5 – 1:5.5	Масло уменьшает трение; для сохранения формы необходима длина.
Смесь кофе и опилок	1:5.0 – 1:5.5	Опилки впитывают масло, что требует соблюдения стандартных требований к древесине.

Экспертный взгляд: Если вы используете стандартную деревянную матрицу (CR 1:6) для кофе, трение будет слишком высоким, и масло будет сгорать, создавая черные, хрупкие гранулы. Если CR слишком низкий (1:3), гранулы будут “кашеобразными” и превратятся в порошок при транспортировке.

6. Стратегии смешивания: Улучшение качества гранул

Хотя гранулированный кофе 100% и возможен, смешивание часто является лучшей коммерческой стратегией.

Синергист из опилок

Добавление в кофейную гущу от 20% до 40% опилок (сосновых или еловых) решает три проблемы:

1. Впитывание масла: Сухое древесное волокно впитывает излишки кофейного масла, улучшая сцепление с поверхностью.

2. Температура плавления пепла: Кофейная зола имеет более низкую температуру плавления, что может привести к образованию клинкера (стеклоподобного шлака) в котлах. Древесная зола повышает температуру плавления, защищая котел заказчика.

3. Контроль запаха: Чистые кофейные гранулы сильно пахнут при горении. Древесина разбавляет аромат до приятного уровня.

Просеивание и очистка

Кофейная гуща часто содержит такие загрязнения, как пластиковые мешалки, бумажные фильтры и даже металлическую крошку. Автоматическая система должна включать вибросито и магнитный сепаратор перед мельницей для гранул. Один металлический болт, попавший в камеру при скорости 1000 кг/ч, мгновенно разрушит матрицу.

7. Экономический анализ: Окупаемость инвестиций в гранулирование кофе

Понимание экономической целесообразности оправдывает инвестиции в машины мощностью 55-132 кВт.

Входные затраты и стоимость продукции

• Сырье: Обычно отрицательная стоимость. Фабрики или сети кофеен часто платят за вывоз мусора.

• Стоимость обработки: Электроэнергия + рабочая сила + быстроизнашивающиеся детали обычно составляют в среднем $35 - $45 USD за тонну.

• Рыночная стоимость: Кофейные гранулы продаются по цене $180 - $250 долларов США за тонну в зависимости от региона и цен на энергоносители.

Сравнение калорийности

Кофейные гранулы - это плотная энергия.

• Древесные гранулы: ~4,200 - 4,500 ккал/кг.

• Кофейные гранулы: ~4,800 - 5,100 ккал/кг.

• Уголь: ~5 500 ккал/кг.

  Кофейные пеллеты по теплоотдаче значительно ближе к углю, чем к древесине, что делает их продуктом премиум-класса для промышленных котельных.

8. Эксплуатационное обслуживание агрегатов большой мощности

Работа со скоростью 800-1000 кг/ч создает значительную нагрузку на компоненты. Протоколы технического обслуживания должны быть строгими.

Смазка главного вала

Подшипники главного вала несут всю нагрузку от сжатия. Мы используем высокотемпературную смазку Lithium Complex.

• Автоматическая смазка: В моделях мощностью 90 кВт+ мы устанавливаем насос для автоматической смазки. Он впрыскивает точное количество смазки каждые 30 минут во время работы машины. О ручной смазке часто забывают, что приводит к катастрофическому заклиниванию подшипников.

Обслуживание штампов (трюк “кипячение”)

Поскольку кофейные масла липкие, они могут засорить отверстия матрицы, если машина останавливается холодной.

• Протокол: Перед отключением подайте смесь масла и песка.

• Уборка: Если матрица забилась затвердевшим кофе, не выковыривайте его (это повредит отделку). Прокипятите штамп в смеси воды и каустической соды, чтобы растворить масла, а затем используйте мойку высокого давления.

9. Устранение распространенных производственных неполадок

Даже при использовании самого лучшего оборудования операторы сталкиваются с трудностями. Вот как интерпретировать поведение машины.

Амперметр с “шумом”

Если показания счетчика амперметра двигателя сильно колеблются (например, от 80 до 140 А), значит, подача неравномерна или материал проскальзывает.

• Фикс: Проверьте содержание влаги. Если материал слишком влажный (>15%), ролики проскальзывают. Если слишком сухой (<10%), материал упаковывается слишком жестко. Отрегулируйте скорость подачи.

Горизонтальные трещины в гранулах

• Причина: Нож резака затупился или материал слишком сильно “отпружинил”.”

• Фикс: Наточите нож. Если вы используете смесь кофе и древесины, увеличьте температуру пара, чтобы размягчить волокна древесины.

Вертикальные трещины

• Причина: Недостаточно влаги. Дробина расширяется после выхода из матрицы.

• Фикс: Добавьте в кондиционер 1-2% водяной пар или водяной спрей.

10. Технологические преимущества Lansonmachines

Наши машины специально настроены для рынка биомассы, в отличие от обычных комбикормовых заводов.

Оптимизированная скорость вращения кольцевой головки

Стандартные комбикормовые мельницы работают на высоких линейных скоростях (8-10 м/с). Это слишком быстро для кофе; центробежная сила отделяет масло от твердых частиц. Lansonmachines уменьшает передаточное число, чтобы достичь линейной скорости вращения матрицы 5-6 м/с. Это позволяет увеличить время пребывания в зоне сжатия, в результате чего гранулы получаются более плотными и твердыми.

Усиленные оболочки роликов

Мы используем специализированный рифленый рисунок канавок “Corrugated Open-End” на корпусе наших роликов. Эта агрессивная текстура вгрызается в скользкую кофейную гущу, проталкивая ее через фильеру там, где гладкие ролики не справились бы.

Вопросы и ответы

Q1: Можно ли гранулировать влажную кофейную гущу прямо из заварочной машины?

Ни в коем случае. Влажная земля (влажностью 60%) - это, по сути, осадок. Перед подачей в пеллетную машину их необходимо высушить до влажности 12-14% с помощью роторной сушилки или сушилки с воздушным потоком.

Вопрос 2: Пахнут ли кофейные гранулы кофе при горении?

Да, они издают отчетливый аромат жареного кофе. Это, как правило, приятно для бытового использования, но неактуально для промышленных котлов. Смешивание с опилками уменьшает этот запах.

Q3: Почему диапазон производительности 800-1000 кг/ч является переменным?

Производительность зависит от насыпной плотности. Чистая кофейная гуща плотная, что обеспечивает более высокую производительность (ближе к 1000 кг/ч). Если смешать с легкими сосновыми опилками, то объем останется прежним, но вес уменьшится, в результате чего производительность составит примерно 800 кг/ч.

Q4: Требуется ли связующее вещество?

В целом, нет. Натуральные масла и лигнин, содержащиеся в кофейной гуще, служат отличными связующими веществами. Однако если гуща очень старая и сухая, можно добавить крахмал 1-2% или растительное масло (если натуральное масло разложилось).

Q5: Как часто рама Q235 нуждается в обслуживании?

Рама Q235 является структурной и не требует особого ухода, кроме поддержания ее в чистоте и ежегодной проверки затяжки фундаментных болтов. Основное внимание следует уделять движущимся частям (матрице, роликам, подшипникам).

Q6: Может ли эта машина обрабатывать кофейную мякину (серебряную кожуру)?

Да, но мякина очень легкая. Ее необходимо смешивать с грунтом. Обработка 100% мякины затруднена, так как ее трудно подавать в камеру. Хорошо работает смесь 80% грунта / 20% мякины.

Q7: Каков срок службы матрицы при обработке кофе?

Кофе менее абразивен, чем древесная кора с песком, но обладает химической кислотностью. Стандартный штамп из сплава служит 800 часов. Штамп из нержавеющей стали с вакуумной закалкой может прослужить 1200-1500 часов.

Q8: Почему мощность двигателя увеличивается до 132 кВт?

Опция 132 кВт предназначена для пользователей, которые хотят добиться максимальной плотности или обрабатывают смесь кофе и очень твердой древесины (например, дуба). Она гарантирует, что машина никогда не заглохнет даже при пиковой нагрузке.

Q9: Могу ли я использовать эту машину для другой биомассы?

Да. Хотя эта конструкция кольцевой матрицы оптимизирована для кофе, она эффективно справляется с древесными опилками, соломой и сельскохозяйственными отходами. Возможно, вам потребуется лишь заменить фильеру на ту, которая имеет другую степень сжатия.

Q10: Как хранить кофейные гранулы?

Поскольку кофейные гранулы гигроскопичны (впитывают воду) и маслянисты, их необходимо хранить в сухом, прохладном месте. Лучше всего использовать герметичные пакеты, чтобы они не впитывали влагу и не рассыпались.

11. Протоколы по технике безопасности: Огонь и пыль

Обработка сухой кофейной гущи создает значительную опасность образования пыли. Кофейная пыль является горючей.

Вытяжка пыли

Установка Lansonmachines включает циклонный пылеуловитель на охладителе и упаковщике. Это позволяет очищать воздух и улавливать мелкие частицы, которые можно подавать обратно в пеллетную мельницу, сокращая количество отходов практически до нуля.

Обнаружение искры

Поскольку кофейная гуща может тлеть, мы рекомендуем установить в воздуховодах датчики обнаружения искр. При обнаружении искры (от удара куска камня о стальную матрицу) система автоматически отключает поток воздуха, чтобы предотвратить возгорание бункера.

12. Будущее биомассы: Углеродные кредиты и SCG

Использование SCG в качестве топлива - это не только экономия денег, но и сокращение углеродного следа.

Замкнутый цикл

Кофейные растения поглощают CO2. При сжигании гранул высвобождается тот же CO2. В отличие от ископаемого топлива, этот цикл является углеродно-нейтральным. Компании, использующие эту установку, часто могут претендовать на "углеродные кредиты" или сертификаты "зеленой энергии", что добавляет еще один уровень ценности к работе.

Утилизация золы

Зола, остающаяся после сжигания кофейных гранул, богата калием (K) и микроэлементами. Она служит отличной почвенной добавкой для садов, завершая цикл от земли к топливу и обратно к земле.

Заключительная рекомендация для промышленных покупателей

Инвестиции в Автоматическая машина для производства топливных гранул из кофейных зерен это стратегический шаг для компаний, занимающихся утилизацией отходов, и крупных предприятий по обжарке кофе. Ключ к успеху лежит в правильной спецификации Степень сжатия (1:5) и обеспечение надежного Q235 рамки для работы с промышленными нагрузками.

Компания Lansonmachines не просто продает пеллетную мельницу, мы разрабатываем комплексное решение по переработке отходов в энергию. Понимая уникальные маслянистые и кислотные свойства кофе, мы обеспечиваем бесперебойную работу вашей производственной линии, максимизируя прибыль с каждой тонны.