Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Pelletering av hårt material i enpetarpress
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2019 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Pelletizing hard material in a single pellet press (English)
Abstract [en]

The world has to change its energy and climate policy to guarantee the future of earth. The need of finding new solutions to address energy needs is vital. More than 80 percent of the population in Zambia relies on charcoal as a primary source of energy. The deforestation that follows with this solution is not sustainable.The speed of deforestation in Zambia is one of the highest in the world. The combustion of charcoal develops smoke that causes negative health effects. More people die of injuries related to smoke inhalation than of malaria, tuberculosis and HIV/AIDS all together.Emerging Cooking Solutions (ECS) is working to replace the charcoal with the more efficient fuel pellet. Pellets are made out of residue and has a high energy value. By substituting the use of charcoal with the use pellets the rate of deforestation will diminish. The combustion occurs in stoves that reduces the smoke development and don’t harm the public health.This study aims to provide more knowledge of the materials that could be used for pelleting, which could be helpful to ECS and other companies and contribute with information for future decision making. To make a pellet you need to reduce the particle size and then compress the material into the cylindrical rods. By reducing the particle size energy is required in the form of mills or other decomposition processes. The goal is to minimize the energy required to break the materials down, since a high use of energy is associatedwith higher costs.This study examines the quality in pellets when changing the particle size. Four materials with hard shell characteristics were examined with three different particle sizes and two different forces. The pellets were tested for their density, hardness and energy consumption when pelletized. A single pellet press, located at Karlstad University, was used for the experiment. A summary of previous studies was made to study the structure of the material and to evaluate possible characteristics between properties and set of lignin, cellulose and hemicellulose. Moisture and temperature were constant under the elaborations.The results of the study showed that Cashew nut residue, Hazelnut shells, olive kernels and Pongamia shell had possibility to generate a pellet. Variation in quality between material structure and particle-size were observed.Pongamia shells were able to withstand the highest pressure in the tests. The materials showed a relationship between hemicelose, density and hardness, but will require further reports to compile a synthesis. No trend could be observed for energy use in varying the particle sizes of the material.Hazelnut shells acted differently from the other materials when being pressed out of the single pellet press. Were the friction energy varied big for the specific pellet production. The energy curve was uneven compared to the other materials. The other curves acted more even. Observations will need more studies to examine why the material behaved like this.All materials showed lower quality in hardness when the particle size increased. Two out of four materials would not make a pellet for the two larger particle sizes. The study confirms the hypothesis that smaller particle size is required to generate pellets.

Abstract [sv]

Världens klimatpolitik behöver förändras för att kunna skapa en hållbar infrastruktur och garantera jordens framtid. Behovet av att hitta effektiva energilösningar för att bemöta energiefterfrågan är viktigare än någonsin. I Zambia använder sig mer än 80 procent av träkol som primär energikälla. Avskogningen som sker för att tillgodose landet med energi är inte hållbar. Skövlingen har lett till att landets avskogningshastigheter är en av de högsta i världen. Förbränningen av träkol medföljer rökutveckling som skadar hälsan. Konsekvenserna av röken medför fler dödsfall malaria, tuberkulos och HIV/AIDS tillsammans.Emerging Cooking Solutions (ECS) arbetar med att ersätta träkolet i Zambia med den mer effektiva bränslepelleten. Ersättningen kommer minska efterfrågan på träkolen och därmed minska avskogningshastigheten. Förbränningen av pelleten sker i kaminer som minskar hälsofaran som röken utgör.Studien ämnas att dels utöka kunskapen om material som skulle kunna användas för pelletering. Vilketskulle kunna utveckla ESC och andra företag och assistera vid framtida projekt och beslutsfattandet. En pellets tillverkas genom att sönderdela material till små partiklar och sedan komprimera materialet till cylinderformade stavar. Dessa stavar har högt energiinnehåll på liten volym. För att minska partikelstorlek krävs energi, i form av kvarnar eller andra sönderdelningsprocesser. Den energi som krävs för sönderdelning vill man undvika i möjligaste mån då den kan resultera i eventuella extra kostnader bland annat.I denna studie undersökts hur kvaliteten i pellet förändras vid förändring av partikelstorleken. Fyra material, med hårt skal med tre olika partikelstorlekar och två olika presskrafter användes. De tillverkade pelletsen kvalitetstestades utefter densitet, hårdhet och energianvändning vid pelletering. En enpetarpress på Karlstads Universitet användes för att göra pelletsen. En sammanställning av tidigare studier gjordes för att undersöka materieluppbyggnaden och utvärdera eventuella samband mellan egenskaper och uppsättning lignin, cellulosa och hemicellulosa av materialet. Övriga faktorer som hölls konstanta var fukthalt och temperatur bland annat.Resultatet av studien påvisade att Cashewnötrester, Hasselnötsskal, Olivkärnor och Pongamia skal hade förutsättningar för att pelleteras.Pongamia skal klarade av högst tryck vid hårhetstester och innehöll störst andel hemicellulosa av materialen som testades. Samband mellan hemicellulosa, densitet och hårdhet lades märke till men kräver vidare studier för att sammanställa en syntes. Ingen trend kunde iakttas för energianvändningen vid variation av partikelstorlekar av materialet.Hasselnötsskal reagerade annorlunda än de andra materialen vid utpressning från enpetarpressen. Där friktionsenergin varierade kraftigt för den enskilda pelletstillverkningen. Enerigkurvan var ojämn och vågig jämfört med de andra materialen som pressades ut med en betydligt jämnare kurva. Observationen behöver vidare studier för att öka kunskapen om varför materialet reagerade så.Samtliga material påvisade försämrad hårdhetskvalitet vid större partikelstorlekar. Två av fyra material utgjorde en pellet vid alla partikelstorlekar. Olivkärnor och Hasselnötsskalen föll sönder vid de två större partikelstorlekarna. Studien bekräftar hypotesen av att mindre partikelstorlek krävs för att tillverka pellets.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 21
Keywords [sv]
pellets, enpetarpress, partikelstorlek
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-73529OAI: oai:DiVA.org:kau-73529DiVA, id: diva2:1351378
Educational program
Engineering: Energy and Environmental Engineering (300 ECTS credits)
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-09-16 Created: 2019-09-15 Last updated: 2019-09-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1010 kB)6 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1010 kBChecksum SHA-512
2fbdaf757b629360989a45ea1eac5717511629347be53be02433e2bca88871e6ce69c55c74b36c953a4926bea8cf60f4405847ccbf01693ff160528b8cbc14bb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 6 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 39 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf