Zastosowanie procesu aglomeracji ciśnieniowej do zagospodarowania wytłoków jabłkowych

• Autorzy: Kulig Ryszard , Różyło Renata , Łysiak Grzegorz , Hyła Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2023.8.4

Warianty tytułu

EN

Application of the pressure agglomeration process for the management of apple pomace

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad określeniem wpływu wilgotności (od 10% do 18%) i dodatku lepiszcza w postaci lignosulfonianu wapnia (od 0% do 2%) na parametry procesu kompaktowania wytłoków jabłkowych. Zagęszczanie przeprowadzano przy wykorzystaniu maszyny wytrzymałościowej Zwick typ Z020/TN2S i zespołu prasującego z matrycą zamkniętą. Wyznaczono podatność surowca na zagęszczanie, zmiany gęstości materiału oraz wytrzymałość mechaniczną aglomeratów. Stwierdzono, że aglomeracja ciśnieniowa może być formą zagospodarowania wytłoków jabłkowych w kontekście produkcji wysokiej jakości brykietów lub peletów. Wykazano, że wraz ze wzrostem wilgotności surowca rośnie gęstość materiału w komorze zagęszczania (przeciętnie o 6,5%), maleje praca zagęszczania (średnio o -36,7%) oraz pogarsza się jakość aglomeratów pod względem ich wytrzymałości mechanicznej. Natomiast wzrost dodatku lepiszcza powoduje zwiększenie stopnia zagęszczenia gotowego produktu oraz około 3-krotny wzrost wytrzymałości mechanicznej aglomeratów.

EN

The paper presented the results of research on determining the influence of humidity (from 10 to 18%) and the addition of a binder in the form of calcium lignosulfonate (from 0 to 2%) on the parameters of the apple pomace compaction process. Compaction was carried out using a Zwick testing machine type Z020/TN2S and a pressing unit with a closed die. In particular, the susceptibility of the raw material to compaction, changes in material density and the mechanical strength of agglomerates were determined. It was found that pressure agglomeration can be a form of utilization of apple pomace in the context of the production of high-quality briquettes or pellets. It has been shown that with the increase in raw material moisture, the density of the material in the compaction chamber increases (by 6.5% on average), the compression work decreases (by -36.7% on average) and the quality of agglomerates deteriorates in terms of their mechanical strength. On the other hand, the increase in the binder addition causes an increase in the degree of compaction of the finished product and increases the mechanical strength of the agglomerates by an approximately 3-times.

Słowa kluczowe

PL

wytłoki jabłkowe; aglomeracja ciśnieniowa; utylizacja odpadów; jakość aglomeratów; lepiszcza

EN

apple pomace; pressure agglomeration; waste utilization; agglomerate quality; binders

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 77, nr 8
• Strony: 27--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Kulig Ryszard

• Katedra Inżynierii i Maszyn Spożywczych, Wydział Inżynierii Produkcji, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

• https://orcid.org/0000-0003-0994-8140

autor

Różyło Renata

• Katedra Inżynierii i Maszyn Spożywczych, Wydział Inżynierii Produkcji, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

• https://orcid.org/0000-0002-3249-8929

autor

Łysiak Grzegorz

• Katedra Inżynierii i Maszyn Spożywczych, Wydział Inżynierii Produkcji, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

• https://orcid.org/0000-0002-4942-3050

autor

Hyła Paweł

• Katedra Inżynierii i Maszyn Spożywczych, Wydział Inżynierii Produkcji, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Bibliografia

• [1] Ahmed I., A. Ali, B. Ali, M. Hassan, S. Hussain, H. Hashmi, Z. Ali, A. Soomro, K. Mukwana. 2022. „Production of Pellets from Furfural Residue and Sawdust Biomass: Effect of Moisture Content, Particle Size and a Binder on Pellet Quality and Energy Consumption”. Bioenergy Res. 15 : 1292-1303. DOI: 10.1007/s12155-021-10335-8.
• [2] Bajwa D. S., T. Peterson, N. Sharma, J. Shojaeiarani, S. G. Bajwa. 2018. „A Review of Densified Solid Biomass for Energy Production”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 96 : 296-305. DOI: 10.1016/J.RSER.2018.07.040.
• [3] Białecka B. 2008. „Gospodarka odpadami z przemysłu rolno–spożywczego w województwie śląskim”. Problemy Ekologii 12 (1) : 28-32.
• [4] Danish Z., Z. Wang. 2019. „Does biomass energy consumption help to control environmental pollution? Evidence from BRICS countries”. Science of the Total Environment 670 : 1075-1083. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.268.
• [5] Demirel C., G.A.K. Gurdil, A. Kabutey, D. Herak. 2020. „Effects of Forces, Particle Sizes, and Moisture Contents on Mechanical Behaviour of Densified Briquettes from Ground Sunflower Stalks and Hazelnut Husks”. Energies 13 : 2542. DOI: 10.3390/en13102542.
• [6] Frodeson S., G. Henriksson, J. Berghel. 2019. „Effects of Moisture Content during Densification of Biomass Pellets, Focusing on Polysaccharide Substances”. Biomass Bioenergy 122 : 322-330. DOI: 10.1016/j. biombioe.2019.01.048.
• [7] Kubik B., B. Borycka. 2010. „Agricultural and food-processing waste as an ecological sourcs of Energy”. Zeszyty Naukowe 160 : 216-225. Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu.
• [8] Kulig R., S. Skonecki, G. Łysiak, T. Guz, L. Rydzak, Z. Kobus. 2014. „Pressure compaction of sugar beet pulp – process parameters and quality of the agglomerate”. Teka Commission of Motorization and Power Industry in Agriculture 14 (3) : 55-60.
• [9] Kulig R., G. Łysiak, S. Skonecki. 2015. „Prediction of pelleting outcomes based on moisture versus strain hysteresis during the loading of individual pea seeds”. Biosystems Engineering 129 : 226-236. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2014.10.013.
• [10] Li W., M. Wang, F. Meng, Y. Zhang. 2022. „Review on the Effects of Pretreatment and Process Parameters on Properties of Pellets”. Energies 15 : 7303. DOI: 10.3390/en15197303.
• [11] Łysiak G., R. Kulig, J. K. Al Aridhee. 2023. „Toward new value-added products made from anaerobic digestate: part 1 – study on the effect of moisture content on the densification of solid digestate”. Sustainability 15 (1) : 4548. DOI: 10.3390/su15054548.
• [12] Łysiak G., R. Kulig, A. Kowalczyk-Juśko. 2023. „Toward new value-added products made from anaerobic digestate: part 2 – effect of loading level on the densification of solid digestate”. Sustainability 15 (9) : 7396. DOI: 10.3390/su15097396.
• [13] Mao G., N. Huang, L. Chen, H. Wang. 2018. „Research on biomass energy and environment from the past to the future: A bibliometric analysis”. Science of the Total Environment 635 : 1081-1090. DOI: 10.1016/j. scitotenv.2018.04.173.
• [14] Relova I., S. Vignote, M. A. Leon, Y. Ambrosio. 2009. „Optimisation of the manufacturing variables of sawdust pellets from the bark of Pinus caribaea Morelet: Particle size, moisture and pressure”. Biomass and Bioenergy 33 : 1351-1357. DOI: 10.1016/j.biombioe.2009.05.005.
• [15] Ruiz G., M. Ortiz, A. Pandolfi A. 2000. „Three-dimensional finite-element simulation of the dynamic Brazilian tests on concrete cylinders”. International Journal for Numerical Methods in Engineering 48 (7) : 963-994. DOI: 10.1002/(SICI)1097-0207(20000710)48:73.0.CO;2-X.
• [16] Sahoo S., M.O. Seydibeyo, A.K. Mohanty, M. Misra. 2011. „Characterization of industrial lignins for their utilization in future value added applications”. Biomass and Bioenergy 135 : 4230-4237. DOI: 10.1016/j. biombioe.2011.07.009.
• [17] Skonecki S., R. Kulig, G. Łysiak, R. Różyło, M. Wojcik. 2017. „Wpływ wilgotności materiału i nacisku tłoka na parametry zagęszczania i wytrzymałość aglomeratu ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita)”. Acta Agrophysica 24 (2) : 329-339.
• [18] Styks J., M. Wróbel, J. Frączek, A. Knapczyk. 2020. „Effect of Compaction Pressure and Moisture Content on Quality Parameters of Perennial Biomass Pellets”. Energies 13 : 1859. DOI: 10.3390/en13081859.
• [19] Styks J., A. Knapczyk, B. Łapczyńska-Kordon. 2021. „Effect of compaction pressure and moisture content on post-agglomeration elastic springback of pellets”. Materials 14 (4) : 1-19. DOI: 10.3390/ma14040879.
• [20] Zdanowska P., I. Florczak, J. Słoma, K. Tucki, O. Orynycz, A.L. Wasiak, A. Świć. 2019. „An Evaluation of the Quality and Microstructure of Biodegradable Composites as Contribution towards Better Management of Food Industry Wastes”. Sustainability 11 (5) : 1504. DOI: 10.3390/su11051504.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).