После пресовања уситњене биомасе обавља се пребацивање пелета косим транспортерима или елеваторима до хладњака за пелете. У току пресовања, транспорта и хлађења пелета може доћи до отирања и лома извесне количине пелета. Стога, између пресе (пелетирке) и хладњака може да се постави ротациони, равни или коси пречистач (вибросепаратор). Пречишћавање пелета (одвајање прекрупе и лома) потребно је због ефикасног хлађења пелета. Наиме, хлађење пелета с околним ваздухом је ефикасније, уколико у хладњаку нема прекрупе и изломљених пелета. Многи инвеститори избегавају постављање пречиштача испред хладњака, јер се задовољавају са вибросепаратором пелета постављеним после хладњака, који обавља заједничку функцију пречишчавања и сепарације пелета пре паковања. Ротациони пречистачи обављају интензивније пречишћавање пелета од пречистача са равним ситима, али имају мањи ученик. И једни и други пречистачи су довољни за издвајање ситних компоненти из пелетиране биомасе. Вибропречистачи су још ефикаснији за пречишћавање целих пелета и сепарацију (одвајање) изломљених пелета. Сита треба да имају правоугаоне отворе одређених димензија. Лимена сита мање оштећују пелете од плетених сита. Облик и димензије отвора, број обртаја рото сита, нагиб и вибрације равног сита морају да се успоставе према захтевима стандарда квалитета пелета.
Хлађење пелета обавља се због снижавања температуре после пресовања пелета. Температура пелета после пресе (пелетирке) може да износи 80 до 90оЦ. Ускладиштењем или уврећавањем загрејаних пелета може да дође до самозапаљења пелета, уколико пелете имају повећан садржај влаге од дозвољеног. Хлађење пелета обавља се околним ваздухом углавном у коморном хладњаку. Температура охлађених пелета треба да буде +/- 5оЦ у односу на температуру околног ваздуха. Брзина ваздуха у хладњаку (0,2 до 0,3 м/сец) треба да је мања од брзине лебдења пелета у слободном простору, тј. не сме да дође до изношења пелета из хладњака. Количина (проток) вадуха за хлађење пелета треба да буде 2.000 до 3.000 м3/х, при протоку једне т/х пелета кроз коморни хладњак. Уколико се пелете хладе на перфорираним покретним тракама онда количина ваздуха треба да износи 3.000 до 3.600 м3/х, при брзини траке 1,25 м/мин и ширини траке 250 мм. У пракси се користе и спирални виброхладњаци, код постројења мањег учинка.
Пречистач пелета, хладњак и вибросепаратор пелета треба да имају цевоводе за аспирацију прашине и брашна са прикључком на аспирациони циклон са центрифугалним вентилатором. Издвојена органска прашина (брашно) враћа се назад у процес поновног сабијања ради смањења губитака.
Вибропречистач постављен иза хладњака има превасходну функцију раздвајања изломљених пелета и прекрупе од целих пелета. Изломљене пелете и прекрупа, такође, враћају се назад у процес поновног сабијања. Сито вибросепаратора постављено је укосо, да би се пелете лакше кретале по ситу. Сито је у вези са вибратором, који вибрира сито, са циљем да се изломљене пелете хоризонтално и вертикално обрћу, тражећи отвор за пропадање кроз сито. У принципу, вибросепаратори не ломе пелете уколико се добро подесе димензије отвора и нагиб сита, амплитуда и број вибрација.
Транспорт пелета у линији од пресе до пакерице треба да је тако решен да се пелете не ломе. Због тога треба избегавати равне и косе, ланчасте и летвичасте транспортере и вертикалне кофичасте елваторе, а треба што више користити касете, косе, хармоникасте транспортере, изграђене од гуме. Такозвани „З” лифтови са контролисаним постепеним пуњењем и пражњењем пелета су много ефикаснији, него класични кофичасти елеватори. Пре паковања пелета треба да се постигне одговарајући европски стандард квалитета пелета (ЕН 14961 и ЕН Плус А1, А2 и А3 стандард).
Сабијањем сировине без додавања везивног средства, под високим притиском (300 до 450 бара), у сврху подизања температуре сировине 80 до 90оЦ (ради омекшавања лигнинског комплекса и претварања целулозе у самолепљиво средство) добија се енергетски пелет хомогене форме. Због великих оптерећења, која се јављају приликом сабијања сировине са великим садржајем целулозе, пелетерке морају да буду специјалне конструкције, тј. од високо отпорних материјала, способних да издрже силе великих вредности. Радни органи пелет пресе су: матрица са притисним ваљцима, стругачем, ножем за сечење, каишним, зупчастим или пужним преносом и уређајима за пријем и расподелу сировине и изузимање пелета. Матрица и ваљци су склопни уређај који се назива гранулатор. Он додатно уситњава сировину. Постоји два типа матрица: у облику прстена и равна матрица. Матрица може да мирује, а ваљци да се обрћу и обрнуто. Прстенаста матрица се користи за специфично тешке материјале (˃ 0,4 т / м 3), а равна за лакше. Равна матрица је компактнија, мање масе, једноставнија за обраду, јефтинија и има мању потрошњу енергије. Израда прве матрице је изузетно тешка, посебно термичка обрада, јер настају додатне деформације прстена, услед унутрашњих напрезања материјала. Сировина се убацује у простор за пресовање и раздељивачима се подједнако распоређује на отворе матрице. На матрици се ствара танак слој сировине. Преко тог слоја се окрећу ваљци притискивачи на одговарајућим остојањима од матрице (0,1 до 0,5 мм) и ствара се сабијен, згуснут, слој сировине. Подешавање одстојања ваљака од матрице може да се обави хидрауличним уређајем. Код већег котрљања ваљака (> 2,5 м/с) долази до зачепљења отвора на матрици. Ваљци на равној матрици могу да проклизавају услед разлике у брзини кретања спољашњег и унутрашњег руба матрице. Из матрице излази бесконачна нит сабијене сировине екструзијом (истискивањем), која се пресеца ножем на жељену дужину. Тако настају пелете одговарајућих димензија пречника 6-8 х 30-50 мм. Матрица може да буде постављена вертикално или хоризонтално. Облици отвора на матрицама могу бити цилиндрични, квадратни, конусни и овални. Димензије отвора по дужини канала могу бити константне и променљиве. Отвор на улазу у канал обично је проширен да би се избегло нагомилавање материјала на улазу у канал, тј. да би се смањио отпор сировине при пресовању. Код равне матрице могуће је нагомилавање сировине, а код прстенасте је већи проток сировине кроз матрицу. Због тога, прва матрица има већу продуктивност, а равна мању. Средишњи отвори на првој матрици се више троше него рубни, због већег протока сировине. Рупе према рубу су више упуштене, а средње мање, због боље расподеле материјала по прстенастој матрици. Дужина канала одређује степен сабијености материјала. Проширење излазног дела канала има за циљ да смањи отпор пресовања материјала. Установљено је да се поједине врсте биљног материјала различито пресују и због тога захтевају одговарајуће конструкције параметара пресе. Лакше се пресује пиљевина од дрвета, влакнаст материјал, који се добро самозалепљује, а теже се пресује пољопривредна биомаса, кабаста, неуједначене структуре и уситњености, са мање влакана и повећаним садржајем влаге. Пресува биомаса се, такође, тешко пресује, па је потребно сировину претходно овлажити на 10 до 14% ВБ у кондиционеру. У пресу се уграђују аутоматски показивачи садржаја влаге и протока сировине. Оптимална уситњеност честица сировине треба да је 3 до 5 мм. Важне карактеристичне величине матрице за израду компактних пелета су однос пресовања, број рупа у матрицама и употреба унутрашње површине матрице. Однос пресовања је однос између пресека избушене рупе и дужине канала за пресовање материјала (о = д/л). Овај однос зависи од врсте сировина и са њим се постиже одговарајуће трење у каналу за пресовање. На тај начин може да се произведе квалитетан пелет и постигне жељени учинак пресе. Код процеса пелетирања уситњене дрвене масе однос за пресовање обично је између 1:3 и 1:5. Однос за пресовање може да се мења само преко дужине канала за пресовање (тј. дебљине матрице). Сировина са малом силом лепљења захтева дуже канале за пресовање и обрнуто, сировина са великом силом везивања захтева краће канале. Температура сировине у каналу за пресовање пење се са повећавањем дужине канала, због чега се повећава тврдоћа пелета. По правилу матрице су конципиране за одређену врсту сировина и не би требало да се користи за другу врсту. Број ваљака може да буде два, три или четири. Број рупа, а тиме употреба отворених површина рупа у матрици утиче на ученик пресе. Предуслов за добро и квалитетно пелетирање јесте континуирано храњење пресе хомогеном сировином, довољно усиљеном и са константним садржајем влаге.
У широкој су употреби машине (пресе) за суво и влажно брикетирање биомасе. У овом чланку обрадиће се само на тзв. суво брикетирање. Влажно брикетирање обавља се код отпадног влажног папира и друге биомасе преко 20% влаге. Алат машина за влажно брикетрање израђује се у облику цедиљке да би могла изаћи сувишна вода из пресе.
Машине за суво брикетирање биомасе деле се према погону: механичке и хидрауличне. Од механичких познате су: са клипом, пужем (спирала), са глатким ваљцима који увијају биомасу у брикет и са оребрним ваљцима (точковима), који радијално сабијају биомасу у брикет. Најчешће изведбе машине за брикетирање су са клипом и пужем, који могу да остваре веће притиске на пресовани материјал. Механичке машине са клипом обично имају два замајца (ради уштеде енергије), за погон клипњаче и клипа преко вратила са ексцентром. Дакле, оне могу да сукцесивно сабијају биомасу у једном или у два смера. Радни циклус састоји се од пуњења сировине, пресовања и екструдирања. Брикетирке добијају погон од електро или дизел-мотора, преко каишника и једног од замајаца.
Механичке машине су углавном стационарне, а хидрауличне због компактније конструкције могу да буду и мобилне (превозне и преносне). Хидрауличне машине имају мање габаритне димензије, једноставне су за руковање, рад, подешавање и одржавање. Механичке машине за брикетирање могу да постигну већи учинак од хидрауличних. Код ових машина брикете су већег пречника и дужине, веће сабијености и отпорности.
Машине за брикетирање могу бити са затвореним или отвореним циклусом рада. Затворени циклус рада подразумева поседовање уређаја који за време сабијања стопира излаз брикета, ради бољег сабијања.
Саставни делови механичке машине за брикетирање биомасе са отвореним циклусом рада су: носећа рамска конструкција, елеватор, кош, пужни дозатор биомасе, електромоторни или дизел погон, замајци, ексцентар (коленасто вратило), клипњача, клип, усипни цилиндар, компресиони цилиндар, прстенови за електрично или водено загревање (опционо), конусни цилиндар или овално сужење у цилиндру (млазница у облику грла), који служе за формирање облика брикета и на крају дводелни екструзиони цилиндар: тзв. чељусти, јарам или стезна глава (узенгије с опругама, теговима или хидрауликом), који служи као калибрациони и сигурни део алата пресе, затим стаза за хлађење брикета, уређај за паковање у термосакупљајућу фолију, џакове, и уређај за заваривање фолије. Најважнији део механичке машине за брикетирање јесте алат машине: клип, цилиндри и јарам (чељусти). Од овог склопа зависи како ће се формирати брикет, самолепљивост, густоћа, чврстоћа, отпорност на удар, отпорност на пенетрацију (пробијање), ломљивост, отпорност на влажење, итд. Јармом или стезном главом, механичким или хидрауличним путем, регулише се степен сабијености брикета. Алат треба да обезбеди притисак на биомасу од 150 до 200 бара (код неких достигне и до 300 бара) и да оствари температуру биомасе од 90 до 95оЦ, па и више, зависно од врсте биомасе. Ово су основни услови за добар рад машине за брикетирање лигноцелулозног материјала, који треба да се сам залепи на повишеној температури, без додатка везивног средства. Везивна средства често нису еколошка. А ако се користе еколошка онда она повећавају цену брикета. Запремински однос пресовања биомасе треба да буде 1:8 до 1:10.
Формирање брикета у отвореном циклусу рада обавља се у конусном делу или у млазници (матрици), тј. у суженом делу цилиндра (грлу). Код затвореног циклуса рада поставља се на крају радног цилиндра затварач (преграда), која наизменично ради у спрези са кретањима клипа у циљу формирања брикета.
Саставни делови хидрауличне брикетинке су: управљачки орман, кош за биомасу, електромотор, пужни изузимач биомасе, резервоар за уље, пумпа, хидраулични вентили и водови, клип, усипни цилиндар за биомасу, компресиони цилиндар са или без затварача цилиндра ( клизна плоча са хидрауличним погоном), конусни цилиндар (опционо) и калибрациони део (дводелни екструзиону цилиндар с узенгијама). Брикетирка добија погон од електромотора и хидрауличне пумпе. Ако је брикетирка са затварачем компресионог цилиндра онда она ради у затвореном циклусу рада.
Биомаса пре брикетирања треба да је хомогена, добро измешана, уситњена 4 до 6 мм, да има оптималан садржај влаге 10 до 14%, зависно од врсте биомасе. За већу уситњеност сировине потребни су мањи притисци за брикетирање и обрнуто. Превише уситњена и довољно неуситњена биомаса троши много енергије за сабијање. Сувише сува и превлажна биомаса се теже брикетира, брикете се распадају. Брикете са шупљом средином углавном производе пужне брикетинке. Ове брикете боље сагоревају, због проласка ложишних гасова кроз средину брикете.
Машине за брикетирање захтевају уградњу квалитетног легираног челика, прецизну израду делова, адекватно подешавање, јер се покретни делови брикетирке брзо троше, због великог степена абразивности биомасе, нарочито из пољопривреде. Посебно је важно да се машина за брикетирање редовно одржава, чисти и подмазује. Увођење аутоматизације рада и електронске контроле рада у многоме доприноси дугом веку рада машина и бољим физичким и термичким карактеристикама брикетираног материјала.
Целулоза и хемицелулоза, нпр. у дрвету, слами, итд, као главно органско везивно средство, нису потпуно доступне због лигнификације ћелија. Овај процес се заснива на инкрустирању (очвршћавању) целулозних мембрана у стаблу и гранама дрвета или биљке, пре свега са лигнином. Разарање лигнинског комплекса може да се ради на више начина: хемијским средствима (НаОХ, КОХ, НХ3, оксидативном хидролизом и др.), биолошким начином (микроорганизмима), термичким поступком (топлотним мешањем) и механичким путем). За процес производње енергетских пелета и брикета из биомасе углавном се користи термички поступак (довођење топлоте механичким трењем или паром).
Позната је чињеница да уколико машина за пресовање биомасе не може да оствари потребан притисак (140 до 150 бара, па и више) да би се пресовани материјал загрејао на температуру 85 до 95оЦ и лигнин могао да се отпусти и целулоза пређе у лепљиво стање, у том случају користе се везивна средства. Још седамдесетих година прошлог века за пресовање луцеркиног брашна у пелете користила се меласа, као везивно средство. Због недозвољене употребе меласе (ради наменске употребе за производњу алкохола), за кондиционирање луцеркиног брашна користи се водена пара, да би се постигла одговарајућа температура за отпуштање лигнина у биомаси, као активно средство. Понекад се за ову сврху користи и топла вода уместо паре из економских разлога.
Брикетирка „Унис- Игман“ у погону уљаре „Дијамант“ у Зрењанину, није могла да постигне одговарајући притисак за пресовање љуске од сунцокрета. Због тога су крајем осамдесетих година прошлог века покушали да додају органска везивна средства, као што су: каша од белог лука, кукурузни скроб и др, али им се то није економски исплатило. Такође, покушали су да додају засићену водену пару, али пошто љуска од сунцокрета садржи извесну количину уља, масна сировина није примала пару, те се није остварио планирани циљ овог експеримента. Поједине брикетирнице су у то време покушале коришћење лепила за дрво (туткало, дрвофикс, и др.) и то у великој количини, али им се и то економски није исплатило. Такође, позната је еколошка чињеница да лепила лоше сагоревају и загађују околну средину.
Уређена су истраживања у којим су коришћена везивна средства при истраживању композитних биобрикета (Михајловић Емина, 2003). У тим истраживањима коришћен је парафин, нафталин и восак. Парафин, осим улоге везива, коригује топлотну моћ биобрикета, пошто има топлотну вредност 43 МЈ/кг, висину (дужину) пламена и време сагоревања. Парафин се састоји само од Ц и Х, те може да се сврста у органско једињења. Удео везивних средстава износио је од 10 до 15%. Уколико се у сировину ставља више везивног средства већа је топлотна моћ и ствара се виши (дужи) пламен. Такође, установљено је што је већи удео везивног средства у биобрикети, то је потребан нижи притисак за формирање брикета. У овим испитивањима користио се притисак формирања биобрикета од 30 до 120 бара.
Такође, урађена су истраживања у вези са коришћењем везивних средстава у процесима брикетирања секундарних енергетских сировина (Јанковић Слободанка, 2004). У тим истраживањима испитивана су органска и неорганска везивна средства. Од органских везива коришћена су: скроб и модификовани скроб, гуарово брашно, карбоксиметилцелулоза, декстрини, меласа, полуцелулоза и папирна пулпа, туткало, полувинил алкохол и парафини са гуаровим брашном. Скроб се користио код сувог поступка брикетирања. Није примећена никаква разлика када је реч о физичким саставима биобрикета. За израду брикета коришћена је влажна пиљевина са 20 до 42% садржаја влаге, масеним уделом везивног средства 5 до 15% и притиском формирања брикета 50 до 100 бара. Повећањем удела везивног средства опада запреминска маса и притисак формирања биобрикета. Пожељна везивна средства су: водена пара, топла вода, меласа, органски полимери, макромолекули од пшеничног брашна, сточно брашно (мекиње), штирак, сојино млеко, репини резанци, органско лепило за тапете, целулоза, хемицелулоза, лигнин и пектинске материје. Пожељна везивна средства спадају главном у органске материје.
Од неорганских везива у истраживањима коришћени су: креч, гипс, глина, бентонит, цемент, магнезитна везива и водено стакло. Креч се користи као везивно средство и као сорбент вишка влаге и сумпора, гипс и остала средства се користе исто као везиво и сорбент вишка влаге. Удео креча у сировинама износио је 2 до 8%, а удео глине и осталих везива 3 до 5%. Ова везива нису еколошка. При сагоревању биобрикета стварају се штетни гасови за окружну средину. Непожељна средства су: мазут, цемент, катран, туткало, дрвофикс, уље за подмазивање, нафта, искориштено јестиво уље, смоле, натријум-хидроксид и др. Ова средства спадају углавном у неорганске материје. Непожељна везивна средства лошије сагоревају од пожељних средстава, те загађују околну средину.
После дробљења, сушења, уситњавања и кондиционирања сировине (евентуално додавање паре или воде), обавља се процес сабијања сировине од дрвета или пољопривредне биомасе на пелет преси. Сабијањем сировине без додавања везивног средства, под високим притиском (300 до 450 бара), у сврху подизања температуре сировине 80 до 90оЦ (процес омекшавања лигнинског комплекса и претварање целулозе у самолепљиво везивно средство), добија се отпресак (пелет) одговарајуће форме као хомогено биогориво. Најважнији радни орган пелет пресе јесте матрица са притисним ваљцима и ножем за сечење. Овај склопни уређај заједнички се назива гранулатор. Постоје два типа матрица: у облику прстена и равна матрица. Прстенаста матрица се користи за специфично теже материјале, а равна за лакше. Сировина се убацује у простор за напајање (пресовање) и раздељивачима се подједнако расподељује на отворе матрице. На матрици се ствара “тепих” (танак слој) од сировине. Преко “тепиха” окрећу се ваљци притискивачи на подешеним остојањима од матрице (0,1 до 0,5 мм) и ствара се сабијен, згуснут, слој сировине. Код бржег котрљања ваљака (˃ 2,5 м/с) долази до зачепљења отвора на матрици. Из матрице излази бесконачна нит сабијене сировине екструзијом (истискивањем), која се пресеца ножем на жељену дужину. Тако настају пелете уобичајених димензија ɸ6-8 х 30-50 мм.
Облици отвора на матрицама могу бити цилиндрични, квадратни, конусни и овални. Димензије отвора по дужини канала могу бити константне и променљиве. Отвор на улазу у канал обично је проширен да би се избегло нагомилавање материјала на улазу у канал, тј да би се смањио отпор сировине при пресовању. Дужина канала одређује степен сабијености материјала. Такође, проширење излазног дела канала има за циљ да смањи отпор пресовања материјала. Установљено је да поједине врсте биљног материјала различито се пресују и због тога захтевају одговарајуће конструкционе параметре за пресовање. Лакше се пресује пиљевина од дрвета, влакнаст материал, који се добро самозалепљује, а теже се пресује пољопривредна биомаса, кабаста, неуједначене структуре и уситњености, са мање влакана и са повећаним садржајем влаге. Пресува биомаса се, такође, тешко пресује, па је потребно сировину претходно кондиционирати (овлажити) на 10 до 14% ВБ. Уситњеност честица треба да је 3 до 5 мм.
Важне карактеристичне величине пресе код израде компактних пелета су однос пресовања, број рупа у матрици и употреба унутрашње површине матрице. Однос пресовања (о) је однос између пречника избушене рупе (п) и дужине канала (л) за пресовање материјала (о = п/л). Овај однос зависи од врсте сировине и с њим се постиже одговарајуће трење у каналу за пресовање. На тај начин може да се произведе квалитетан пелет и постигне жељени учинак (производност) пресе. Код процеса пелетирања уситњене дрвенасте масе однос за пресовање обично је између 1:3 и 1:5. Однос за пресовање може да се мења само преко дужине канала за пресовање (тј. дебљине матрице). Сировина са малом силом везивања (лепљења) захтева дуже канале за пресовање и обрнуто, сировина са великом силом везивања захтева краће канале за пресовање. Температура сировине у каналу за пресовање пење се са повећањем дужине канала за пресовање, при чему се повећава тврдоћа пелета. По правилу матрице су конципиране за одређену врсту сировине и не би требало да се користе за другу врсту. Број ваљака може да буде два, три или четири. Број рупа, а тиме употреба отворених површина рупа у матрици утиче на учинак (производност) пресе. Предуслов за добро и квалитетно пелетирање јесте континуирано (стално) храњење пресе са хомогеном сировином, довољно уситњеном, са константним садржајем влаге.
За квалитетно пресовање биомасе у енергетске пелете и брикете неопходно је да биомаса има оптималан садржај влаге: 10 до 14% ВБ, зависно од врсте биомасе. Превлажна и пресува биомаса се тешко пресује. Превлажну биомасу треба сушити, а пресуву кондиционирати (овлажити) на оптималан садржај влаге. Кондиционирање може да се дефинише као поступак припреме сировина за сабијање уз коришћење воде, паре, притиска и топлоте. Дакле, кондиционирање је предуслов за добро сабијање и везивање честица сировинe. Правилно кондиционирање сировине повећава учинак производње, побољшава квалитет пелета и брикета, повећава чврстоћу и смањује отирање истих.
Већа влага у сировини смањује трење током пелетирања, што доводи до мање насипне масе пелета и мање потрошње енергије. Вода делује као подмазивач и везивно средство повећавајући контактну површину и адхезионе силе између честица сировина. Вода лакше продире у финије самлевену сировину. Додавање воде и топлоте утиче на разградњу сировине: целулозе, лигнина, скроба и протеина, активирањем њихових везивних својстава. Површинска и лоше распоређена влага и топлота могу да утичу на лепљење сировине на ролере, на смањење учинка производње пелета и на њихов квалитет, тј. да доведу до загушења матрице пелетарке или алата брикетинке.
Код кондиционирања паром влага и топлота се додавајују на ефикасан начин. Пара се лакше меша са сировином него водом и то доприноси бољом расподелом влаге. Примена паре у припреми сировине за пелетирање користи се како би се добиле квалитетне пелете и брикете, а њен главни састојак је повећање удела влаге и топлоте у сировини. Приликом њене кондензације честице сировине обавија филм воде, који заједно са повећањем температуре олакшава везивање честица. Наиме. влага, путем капиларне сорпције, повезује честице, а у комбинацији са топлотом доводи до физичких и хемијских промена укључујући термичко омекшавање сировине. Висока температура (до 200°Ц) и одговарајући притисак паре утичу на разградњу целулозе и хемицелулозе. Повећава се удео фиксног угљеника и смањују испарљиве материје углавном из целулозе. Расте релативан удео лигнина у сировини, који утиче на већи квалитет сировине. Ове физичко-хемијске промене утичу на боља везивна својства честица. Убризгавањем суво засићене паре у сировину и њена температура расте до 95°Ц. При кондиционирању је најбоље користити суво засићену пару под притиском од 5 до 10 бара и температуре 150 до 180°Ц. Пре уласка у кондиционер притисак паре редуцира се на 1,5 до 3 бара, при чему температура паре пада, а ослобођена топлота "суши'' пару. На овај начин избегава се прекомерно влажење сировине. Кориштењем паре нижег притиска у сировину се уноси више влаге.
У погонима за прераду биомасе најчешће се користе кондиционери који се састоје од цеви у којој су смештене лопатице причвршћене на осовину. Лопатице мешају сировину са паром, водом или адитивом. Предност ове врсте уређаја је кратко време задржавања сировине у кондиционеру, од 20 до 255 секунди, у зависности од пропусности сировине, броја обртаја и положаја лопатица. Параметри који могу да се регулишу су температура до које се сировина загрева, притисак паре и време третирања. Време кондиционирања зависи највише од хемијских својстава сировине и њене могућности упијења воде. Време задржавања сировине дефинисано је избором врсте уређаја: за краткотрајно кондиционирање, за продужено са мешањем и за продужено без мешања. Уређај за краткотрајно кондиционирање је лопатичаста мешалица у којој се додају пара, вода и адитиви. Сировина се допрема преко дозатора са променљивим бројем обртаја. Прве честице сировине напуштају мешалицу већ за неколико секунди. То време није довољно да се обави ефикасно третирање. Време задржавања сировине у овој врсти кондиционера је 10 до 45 секунди. Уградњом 2 или 3 уређаја за краткотрајно кондиционирање процес постаје "средње трајан", продужава се време задржавања сировине на 0,5-2,25 минута. При том се не смањује учинак, а постиже се бољи ефекат. Уколико се примењује продужено кондиционирање важно је непрекидно мешање сировине, па је за то најбољи кондиционер-мешалица. То је важно због упијања воде и да не би дошло до слепљивања материјала у кондиционеру. Додавањем коморе за одлежавање сировине продзжава се време кондиционирања што омогућава бољу дифузију влаге, топлоте и додатих течних адитива у сировину. Уколико се сировина не меша у току одлежавања долази до њеног слепљивања. Потребно је уградити пужне изузимаче за пражњење коморе и лопатичасту мешицу. Снага електромотора за погон дозатора сировине износи 1,1 до 2,2 кВ и кондиционера 1,5 до 3 кВ.
Пре пресовања биомасе у енергетске пелете или брикете сировине мора да има одређени садржај влаге и уситњеност. Због тога, влажна дрвна и агро (пољопривредна) биомаса мора да се суши (при садржају влаге у сировини преко 16,3% СБ – суве базе, а преко 14% ВБ – влажне базе) или да се кондиционира (овлажи), ако је пресува.
Ради смањења трошкова вештачког сушења биомасе сировина у облику трупаца, цепаница или бала сламе треба претходно да се природно просуши на промајном и најлоном покривеном месту. Да би се биомаса ефикасно вештачки осушила неопходно је да се уситни и уједначи. Ситнија биомаса се брже суши, али захтева значајан утрошак енергије за ситњење. Уситњеност сировине је углавном неуједначена и може да буде од неколико милиметара до неколико сантиметара (до 50 мм). Сировину треба уситнити и уједначити на грубим млиновима чекићарима, да би се што равномерније осушила. На млину је постављено сито за уједначавање сировине. Уситњена сировина хвата се у циклон и усмерава се у подно складиште.
Складиштење влажне уситњене сировине (испод 25% СБ садржаја влаге, СБ – суве базе) обавља се у затвореним подним складиштима са могућношћу мешања (обртања) сировине и природне или активне вентилацие околним баздухом, а преко 25% у отвореним надстрешницама са могућношћу вентилације. На подове складишта или шупе пожељно је поставити призматичне или троугласте канале за вентилацију сировина са бочним отворима за излаз ваздуха.
Уређаји за сушење могу бити: са перфорираним подом коморног типа, са перфорираним покретним тракама, ротациони са лопатицама, флуидизирајући (лебдећи), пнеуматски и комбиновани. Уколико се сировина која се суши налази у гомили, спорије се суши. Покретањем сировине она се брже суши, уређаји су продуктивнији, али су инвестиционо скупљи. У коморним и секционим сушарамима са перфорираним подом пожељно је имати мешаче (обртаче) сировине која се суши. Крупније сецкану сировину (сечку) треба сушити на тракастим сушарама, а ситнију сечку и струготину на ротопнеуматским уређајима (тзв. ротационим, добошастим, дехидраторима: са лопатицама по ободу ваљка, преградним прстенастим лимовима, тј. са или без металне испуне) и пиљевину или прекрупу у ротопнеуматским и вертикално-пнеуматским сушарама (цевна изведба). Сушење сировине обавља се продувавањем топлог ваздуха или мешавине ваздуха и димних гасова (тзв. агенс) кроз непокретни слој сировине, покретни слој (на траци, у бубњу или у “фонтани") или у струји ваздуха и сировине, тзв. пнеуматски транспорт. Код тракастих сушара мора да се води рачуна о следећим параметрима: дебљини слоја сировине на траци, брзини траке, брзини ваздуха и температури ваздуха; код ротационих сушара: о количини сировине, броју обртаја бубња, брзини ваздуха, температури ваздуха; код пнеуматских сушара: о односу сировине и топлог ваздуха, брзини ваздуха, температури ваздуха. Температуре ваздуха или агенса за сушење могу да износе од 100 до 350оЦ, с тим да температура сировине не пређе 200оЦ, што се регулише временом задржавања сировине у агенсу за сушење. Пнеуматске (флуидне) сушаре могу да суше сировину (пиљевину, прекрупу) са почетним садржајем влаге до 75% СБ (АТРО) или до 43% ВБ. Влажност сировине на излазу треба да буде највише 15 ± 1% АТРО (13 ±1% ВБ). Осушена сировина складишти се у бинове или силосе.
После складиштења осушена сировина се додатно уситњава на финим млиновима чекићарима на одређене димензије неопходне за ефикасно пресовање сировине у стандардне пелете и брикете.
Сакупљена и грубо уситњена сирова биомаса мора привремено да се складишти под надстрешницу. Садржај влажности може да износи од 10 до 68% АТРО (10 до 40% ВБ-влажне базе), у шумској биомаси и већи. Уситњеност сировине је углавном неуједначена и може да буде од неколико милиметара до неколико сантиметара. Чипс је најкрупнији (дуж/шир. 15 до 50 мм, дебљина 3-7 мм), струготина је средње величине (дуж. 1 до 30 мм, дебљина 1 до 1,5 мм) и пиљевина је 1 до 5 мм. Сировина преко 14% ВБ мора да се суши. Пре сушења сировину треба уситнити и уједначити на грубом млину чекићару, да би се што равномерније осушила. На млину је постављено сито за уједначавање сировине. Уситњена сировина хвата се у циклон и усмерава се на сушару. Сушаре за крупније сецкану сировину су тракасте (са перфорираним тракама) и ротопнеуматске (тзв. ротациони дехидратори са лопатицама унутрашњем плашту и испуном), а за пиљевину рото и вертикално пнеуматске сушаре (цевна изведба). У дрвној сировини треба да се постигне садржај влаге 8 до 12% ВБ, а у пољопривредној 10 до 14% ВБ. Да би се уједначиле излазне влаге сировине, препоручљиво је сортирати улазну сировину на пријемној депонији по групама влага (14-19, 20-26, 27-33 и више од 34%) или хомогено измешати сировину различитих влажности. Температура ваздуха или гасова за сушење могу да буду у износу од 100 до 350°Ц, с тим да температура сировине не прелази 200°Ц, што се регулише временом држања сировине у гасовима за сушење. Флуидне сушаре могу да суше сировину (пиљевину) са почетним садржајем влаге 75% АТРО (43% ВБ). Влажност сировине на излазу треба да буде највише 15 ± 1% АТРО (13 ±1% ВБ). После сушења сировина се уситњава на финим млиновима чекићарима.
Пресува биомаса се, такође, тешко пресује, па је потребно сировину претходно кондиционирати (влажити) на 10 до 14 % ВБ. Кондиционирање је понекад предуслов за добро сабијање сировине у пелете. Правилно кондиционирање придоноси адхезивним процесима на површини честица сировина, чиме се побољшава квалитет пелета, односно повећава се чврстоћа или смањује абразија (отирање). Кондиционирање може да се дефинише као процес припреме сировина за пелетирање уз коришћење топлоте, воде и притиска током одређеног времена, при чему се она доводи у физичко стање које олакшава њено збијање. Вода се може додавати у облику течности или паре под одређеним притисцима. Кондиционирање повећава почетак производње, а истовремено утиче на квалитет произведених пелета. Кондиционирањем се мења удео влаге у материјалу, а она је један од главних покретача процеса који утичу на квалитет пелета. Већа влага смањује трење током пелетирања што доводи до мање насипне масе пелета, али и смањење потрошње енергије током пелетирања. Већа влага материјала, такође, смањује густоћу пелета, а повећава чврстоћу. Додавање топлоте и воде утиче на компоненте у сировинама као што су целулоза, лигнин или скроб и беланчевине, активирањем њихових везивних особина. При кондиционирању је најбоље користити суво засићену пару под притиском од 5 до 10 бара, температуре приближно 150 до 180°Ц. Пре уласка у кондиционер притисак паре редуцира се на 1,5 до 3 бара, при чему температура паре пада, а ослобођена топлота чини пару прегрејаном. Третмани паром на високој температури показали су интензиван утицај на хемијски састав и гориве особине биомасе. Време кондиционирања зависи највише о хемијским особинама сировина и њеној могућности упијења воде. Уколико се примењује продужено кондиционирање важно је непрекидно мешање сировина, па је за то најпрактичнија кондиционер-мешалица. То је важно због упијања воде и, такође, да не би дошло до слепљивања материјала у кондиционеру.
Млинови за уситњавање биомасе деле се на: млинове чекићаре, камене млинове (две округле плоче са браздама, горња покретна), гњечилице са глатким ваљцима (оба обртна) и прекрупачи с озубљеним ваљцима (оба обртна). Млин чекићар највише загрева материјал, а гњечилица најмање. У пракси се највише користе млинови чекићари за уситњавање дрвне или биљне биомасе.
Главни делови млина чекићара су челично кућиште, ротор са дисковима, између којих су смештени чекићи или двокраке (вишекраке) полуге на које се постављају чекићи (или ножеви) од легираног челика. Број дискова може да буде од 2 до 10 или полуга 2 до 60. У међупростору два диска или полуга може да се постави 2 до 6 чекића у једној равни. Чекић има облик паралелопипеда (пример: дужина 200 мм, ширина 50 мм и дебљина 5 мм). Ножеви мање дебљине углавном служе за уситњавање биљног материјала. Оба крака чекаћа могу бити изведена равно или рељефно (степенасто). Чекићи се вешају о осовиницу на периферији ротора, тј. висе слободно. Увучени чекићи имају мању ефикасност у раду. Чекићи везани за једну осовиницу углавном улазе у међупростор чекића са друге осовинице. Због учесталог трошења ивица чекића они могу да се окрену око своје хоризонталне осе, пошто су на дужим крајевима чекића избушене рупе, затим око своје вертикалне осе или може да се промени смер окретања ротора. Истрошене ивице ћекића се морају повремено наоштрити, због веће ефикасности у раду и мањег утрошка енергије. У пријемном систему чекићара обавезно се уграђује магнет, да би се спречио улазак металних делића у млин. Они могу да изазову оштећење радних елемената чекићара, а такође и појаву варнице, тј. експлозије у чекићару при одговарајућој концентрацији прашине.
Млинови чекићари уситњавају материјал на принципу интензивног ударања и разбијања грубо уситњене биомасе помоћу ротирајућих чекића. Честице се одбацују на храпаву унутрашњу површину плашта млина (тј. на оштре бридове плашта). Због своје еластичности изломљене честице се одбијају од храпаве површине и сита и поново се враћају у зону удара чекића. Сваки ударац чекића по честици сировине производи импулс силе (сила удара х време удара = маса честице х брзина удара), која дроби (ломи) честицу. Прекрупа (мливо) транспортује се ваздушном струјом (вентилатором) до циклона, где се издваја и убацује у бин (кош). Ваздушна струја помаже извлачењу уситњених честица из млина, што смањује утрошак енергије за мељаву и хлади мливо.
За погон млинова чекићара потребно је обезбедити велику снагу електромотора. Снага се троши на дробљење материјала, на циркулацију материјала у чекићару и на окретање ротора чекићара (при празном ходу). Учесталост удара чекића зависи од броја, размештаја чекића и броја обртаја ротора. Учинак (производност) млина зависи од укупног броја чекића, броја обртаја ротора, величине отвора на ситу, врсте сировина (физичко-хемијских и структурно-механичких својстава) и садржаја влаге сировине. Специфично оптерећење млина чекићара за биљну масу износи 0,7 до 0,8 кг/см2 и зависи од ободне брзине чекића и крупноће млива. Специфични учинак млина изражава се у кг/с. Из ових односа може да се израчуна површина плашта млина (дужина Л х Д пречник) или учинак млина, ако је позната површина плашта. Број обртаја ротора чекићара износи од 1500 до 3000 (3500) о/мин у зависности од конструкције ротора, врсте биомасе и садржаја влаге сировине. Већи пречник ротора у принципу захтева мањи број обртаја и обрнуто. Периферна брзина чекића (или ножева) може да износи до 100 м/с. У случају прекомерног уситњавања материјала, економски је повољније смањити обимну брзину удара него повећавати величину отвора сита. Због променљивости стања сировине најефикасније решење је уградња фреквентног регулатора броја обртаја електромотора. Утврђено је да се коришћењем тањих ударача (3 мм) постиже већи капацитет млина (10-15%) и мањи специфични утрошак енергије него при коришћењу широких ударача (9 мм), јер је код танких ударача више изражено ударно дејство. Тањи ударачи се више користе за уситњавање биљне биомасе. Такође, већи су бројеви обртаја ротора код млинова за сламу, јер честице имају мању масу.
Челична сита на чекићару су измењива, дебљине 2 до 3 мм. Пречници отвора сита могу бити од 5 до 20 мм за грубо и 2 до 5 мм за фино уситњавање сировине. Дебљи лим сита успорава пролаз млива, тако да капацитет опада, а потрошња енергије расте. Са повећањем садржаја влаге у сировинама смањује се ефикасност коришћења сировине. Већи степен уситњености захтева већу потрошњу енергије, нижи учинак, али већу ефикасност код пелетирања и брикетирања биомасе. Због тога треба наћи исплативу економску рачуницу целокупног процеса производње пелета и брикета.
Произвођача млинова чекићара има много у свету и код нас. Најпоузданији произвођачи су они који уграђују у млинове квалитетне челике (Шведска, Данска, Немачка, итд.).
Грубо уситњавање биомасе је један од важних технолошких поступака у пипреми биомасе за фино уситњавање и квалитетно брикетирање и пелетирање биомасе. Димензије сировине за грубо уситњавање су: чипс дуж/шир. 15 до 50 мм, деб. 3-7 мм), струготина дуж. 1 до 30 мм, деб. 1 до 1,5 мм и пиљевина дуж. 1 до 5 мм. Треба разликовати машине и уређаје за уситњавање дрвне и биљне биомасе. Грубо уситњавање биомасе подразумева дезинтеграцију (распакивање, чијање или черупање), углавном биљне биомасе и дробљење и сечење дрвне и биљне биомасе (чипсовање и сецкање). Главни алати или уређаји за грубо уситњавање могу бити у облику: кружне плоче (диска) са 3,4 или 6 закривљено постављених ножева и једним противрежућим ножем за сецкање биомасе, 1,2 или 3 ротора (бубња или цеви) са спирално постављеним ножевима за черупање биомасе, 1, 2 или 3 ротор (цеви) са прстенастим, равним или закривљеним (спиралним) плочама, на које су постављени ножеви за чипсовање биомасе, масивни челични, изрезбарени, ротори (1или 2) са ножевима за дробљење биомасе, две или више пужница или спирала за одмотавање бала сламе и други уређаји. Прстенасте плоче са ножевима на једном ротору улазе у међупростор прстанастих плоча другог ротора. Бубњеви или ротори су постављени хоризонтално, један изнад другог. Резни алати и избочине могу бити постављени на хоризонтални добош (чипсаре, дробилице), на дно вертикално постављеног ваљка или коша (ситнилице), на дно косо постављеног ваљка или коша (ситнилице), на крају призматичне коморе, у уски добош (сечке), на дно призматичне или округле коморе (одмотачи бала), на крају призматичне коморе (дезинтегратори или дебалери), итд. Уз главни алат машина постављају се приводне ланчасте траке, приводни рељефни ваљци за увлачење биомасе (горњи померљив), сита за димензионисање грубо уситњене биомасе и пнеуматске цеви за пребацивање уситњене биомасе на гомилу, под надсрешницу или у приколицу за превоз. У кошевима ситнилица или черупача, рол бала се окреће заједно са кошем, а сецкалица или черупач постављен на дно коша посебним обртањем обавља сечење или черупање. Димензије отвора изменљивих сита на сечки за биљну биомасу могу бити 15 до 28 мм, а за дрвну биомасу 15 до 25 мм. Са пречником ових отвора добија се грубо исечени резанце сламе 50 до 80 мм, а дрвне биомасе од 10 мм до 15 мм. Пречник стабла дрвета за грубо уситњавање може да износи до 300-500 мм. Погон ових машина и уређаја може да се обавља електричним путем, посредством електромотора, дизел-мотора или путем трактора. Машине могу бити стационарне и мобилне (вучене, ношене и самоходне). Одмотачи, распакивачи и черупачи бала имају углавном уграђене спиралне роторе, у пару, који се окрећу у истом смеру за одмотавање или у супротном смеру за черупање бала. Испред машине за грубо уситњавање биомасе треба поставити уређај за сечење везива на балама. Произвођачи машина за дезинтеграцију и грубо уситњавање бала биљне биомасе су: “Томахавк” фирме “Теагле машинери” из Енглеске, “Томасер” из Енглеске, “Аскет” из Пољске, “Грантех” из Украјине, „Пелет металац” из Обреновца, „Форшрит” из Немачке, „Дехидратор” из Вршца, „Стратек” из Данске, „Бухлер” из Швајцарске, „Цормалл” из Данске и други. Произвођачи машина за дробљење дрвне биомасе (чипсовање и грубо уситњавање) су: „Силватор” из Немачке, „Фарми” из Финске, „Колбацх” из Аустрије, „Бибер” из Италије, “ Хектор” и „Техномотор”, из Пољске, ЦРС из Француске и други. Снага ових машина износи од 40 до 180 кВ. Грубо уситњавање биомасе треба да је што више уједначено, како би се могло фино и уједначено да уситни. Због тога је важно да на машинама буде постављено сито које уједначава дужину исецкане или издробљене биомасе. Алати (ротори са ножевима) без сита неуједначено раде и добијаја се грубо уситњена биомаса различитих димензија (дужине). Черупачи нису довољно ефикасне за грубо уситњавање биомасе, пошто се на њима добија маса неуједначене дужине. На неким постројењима за брикетирање и пелетирање уместо наведених уређаја користе се груби млинови чекићари за грубо уситњавање биомасе. Ипак, за ове млинове потребно је имати довољно већ произведене биомасе. Треба имати у виду да иста конструкција или подешеност млина чекићара није потпуно одговарајућа за уситњавање биљне и дрвне биомасе. Због тога се млин чекићар мора подешавати према врсти биомасе коју уситњава.
