Secrets de la production de pellets. Comment produire des pellets ?

Parmi les nombreuses méthodes de valorisation de la biomasse ligneuse, la production de pellets mérite une attention particulière. C’est l’un des meilleurs moyens de transformer les déchets de bois (tels que la sciure, les copeaux, les éclats ou l’écorce) ou d’autres biomasses (par exemple la paille ou les coques de graines) en un produit écologique à large éventail d’applications.

Voici les principaux avantages de la production de pellets :

• La technologie est relativement simple.
• Un nombre minimal de personnel est nécessaire pour faire fonctionner l’équipement.
• Le coût de production est relativement faible, tandis que le retour sur investissement est élevé.
• Permet de transformer des déchets de différentes tailles. 

Matières premières pour la production de pellets de bois et leurs propriétés

Les pellets de bois peuvent être produits à partir de différentes essences de bois. Les propriétés de la matière première influencent les caractéristiques du granulé fini ainsi que le processus de production lui-même. Cela semble particulièrement important dans la production de pellets à petite échelle, car l’équipement industriel n’est pas aussi sensible qu’une machine plus petite et moins puissante.

La matière première pour la production de pellets de bois est du bois broyé d’une épaisseur d’environ 1 mm et d’une longueur allant jusqu’à 3-4 mm. Un grand avantage est que la production de pellets ne nécessite pas de copeaux spécialement préparés, comme par exemple pour les panneaux de particules. La présence d’impuretés minérales et de métaux dans la matière première n’est pas autorisée. 

Couleur des pellets de bois

La couleur des pellets dépend principalement du type de bois à partir duquel ils ont été produits.

Les pellets obtenus à partir de bois résineux tels que le pin, l’épicéa ou le sapin ont généralement une couleur claire, allant du jaune paille au brun clair. En revanche, les pellets issus de bois feuillus tels que le chêne, le hêtre, le frêne ou le bouleau se caractérisent par une couleur plus foncée, du brun au brun foncé, voire presque noir.

La teinte des pellets peut également être influencée par d’autres facteurs, principalement l’humidité, les méthodes de séchage utilisées dans le processus de production ou la présence de colorants. 

Adhérence des pellets de bois

Outre la couleur, la qualité de l’agglomération des pellets dépend également de la matière première. Le liant dans le processus de pressage des pellets est la lignine naturelle présente dans le bois. La teneur en lignine varie selon l’essence, donc plus le bois contient de lignine, plus la qualité des pellets est élevée.

Pour évaluer quel bois est le plus adapté à la production de pellets, examinons le pourcentage de lignine dans le bois :

• Pin – 27,05%
• Épicéa – 27,00%
• Sapin – 29,89%
• Hêtre – 27,72%
• Bouleau – 19,10%
• Tremble – 21,67%

En moyenne, dans les résineux, la teneur en lignine se situe entre 26-30 %, tandis que dans les feuillus elle est de 19-28 % de la masse totale du bois absolument sec. Naturellement, plus la teneur en lignine est faible, plus la quantité de fines est importante, ce qui signifie des coûts d’électricité plus élevés et une légère diminution du rendement.

Influence de la dureté du bois sur les pellets obtenus

Un autre facteur important dans la production de pellets est la dureté du bois. Plus le bois est dur, plus il sera difficile de le transformer en copeaux et de le presser. Lors de la production de pellets à partir de bois plus dur, la consommation d’électricité augmente et les pièces de la presse à pellets : couteaux, matrices ou rouleaux s’usent plus rapidement. 

Comparons la dureté de certaines essences de bois :

• Pin – 260 kG/cm2
• Épicéa – 235 kG/cm2
• Sapin – 255 kG/cm2
• Hêtre – 555 kG/cm2
• Bouleau – 425 kG/cm2
• Tremble – 240 kG/cm2

Un mètre cube de pellets provenant d’essences plus denses aura une densité apparente plus élevée et un pouvoir calorifique supérieur. Par exemple, un mètre cube de pellets de bouleau dégagera plus de chaleur qu’un mètre cube de pellets issus de sciure de pin.

Fonctionnement de la ligne de production de pellets de bois

Dans le processus de production des pellets, l’étape de pressage joue un rôle clé. La sciure est introduite sur la matrice de la presse à pellets, et les rouleaux en rotation se déplaçant sur la matrice pressent la sciure dans les trous, lui donnant la forme caractéristique de granulé. Une utilisation appropriée de la machine permet de minimiser l’usure des rouleaux et de la matrice et garantit un pressage fluide et sans panne.

Contrairement aux apparences, la production de pellets comporte de nombreuses subtilités et la technologie est très sensible aux modifications des réglages de la presse à pellets. Il arrive très souvent que les pellets ne sortent pas ou que la matrice se bloque immédiatement après la mise en marche de la machine à pellets. 

Examinons à quoi ressemble le processus de démarrage de la presse à pellets (dans des conditions où la matrice est déjà rodée).

Démarrage de la machine de production de pellets étape par étape :

1. Saupoudrez la matrice d’un mélange d’huile et de sciure.
2. Allumez le moteur principal de rotation des rouleaux, mais n’alimentez pas encore en copeaux.
3. Attendez que des pellets contenant de l’huile sortent. Ensuite, mettez-les de côté ou jetez-les (selon que vous souhaitez les réutiliser).
4. Après avoir fait passer les pellets avec huile à travers la matrice, activez l’alimentation minimale en copeaux vers la presse. Retirez les copeaux jusqu’à l’apparition de pellets sans huile.
5. Lorsque des pellets propres sans huile apparaissent, augmentez la vitesse d’alimentation en sciure jusqu’au niveau optimal.

Conseils supplémentaires :

• Pour un démarrage et un arrêt plus en douceur de la presse à pellets et pour augmenter le rendement de la matrice, alimentez d’abord un mélange de pellets avec huile ou de sciure avec huile. Ce mélange de base permet un démarrage et un arrêt plus doux de la presse et augmente le rendement de la matrice. Si nous arrêtons la presse à pellets avec des copeaux ordinaires à humidité standard et sans huile, les copeaux compactés adhèrent aux parois de la matrice et, lors du redémarrage, une force très importante est nécessaire pour les pousser. Dans de nombreux cas, cette force est insuffisante et la presse se bouche, ce qui entraîne une augmentation de la charge. Cela provoque également une usure plus rapide du moteur et des mécanismes de transmission de la presse.
• Les fabricants de matrices et de presses recommandent de mélanger la sciure avec du gazole automobile propre afin de réduire la force de frottement entre le mélange et les parois de la matrice, puis de jeter les pellets contenant de l’huile obtenus, en préparant une nouvelle solution pour le prochain arrêt et démarrage. 

Certains spécialistes, au lieu d’utiliser de l’huile propre et relativement coûteuse, mélangent les copeaux avec de l’huile usagée bon marché provenant de voitures, de boîtes de vitesses ou d’autres mécanismes, et utilisent à plusieurs reprises les pellets contenant de l’huile obtenus après le démarrage de la presse à la place d’un nouveau mélange, en ajoutant à nouveau un peu d’huile usagée si nécessaire. L’avantage d’une telle « amélioration » est une économie considérable d’huile, tandis que l’inconvénient peut être une usure plus rapide de la matrice, car l’huile usagée contient une grande quantité d’impuretés métalliques.

• Lisez attentivement le manuel d’utilisation de votre machine afin d’obtenir des informations détaillées sur son démarrage et son utilisation.

Machine de production de pellets bloquée (presse à pellets)

Que faire lorsque les pellets ne sortent pas de la machine et que les tentatives de débouchage de la matrice ne donnent aucun résultat ?

1. Arrêtez la presse à pellets : La première et la plus importante étape est d’arrêter immédiatement la machine. Continuer à la forcer peut entraîner des dommages plus graves aux mécanismes et vous exposer à un danger.
2. Vérifiez les trous obstrués de la matrice : Après l’arrêt de la machine, il convient d’inspecter soigneusement la matrice et de localiser les trous obstrués. Selon le degré d’obstruction, ils peuvent être percés ou forés avec précaution. Il est important d’utiliser des outils appropriés et de faire preuve de prudence afin de ne pas endommager la matrice.
3. Diagnostiquez la cause du blocage : Même si les paramètres technologiques de la presse à pellets (pression des rouleaux, humidité de la sciure au niveau de 12-15 %, composition granulométrique) semblent corrects, d’autres problèmes peuvent être à l’origine du blocage. Portez une attention particulière à :

• État des rouleaux : Assurez-vous que tous les rouleaux sont correctement fixés et ne présentent aucun jeu. Même un léger desserrage d’un des rouleaux peut réduire considérablement le rendement de la machine et provoquer un blocage.
• Pression des rouleaux : Une baisse de pression peut être causée par une défaillance d’une vanne ou d’un autre élément du système hydraulique. Il convient de vérifier les manomètres et les capteurs de pression afin d’exclure ce type de problème.

• Facteurs supplémentaires : Il est également recommandé de vérifier d’autres causes potentielles de blocage, telles que :

• Humidité excessive de la sciure
• Épaisseur inappropriée de la sciure
• Présence d’impuretés dans la sciure
• Configuration incorrecte de la machine

4. Éliminez la cause du blocage : Après avoir identifié la cause du blocage, il faut la supprimer. Cela peut nécessiter le remplacement d’un élément endommagé, l’ajustement des paramètres de la machine ou le changement du type de sciure.
5. Redémarrez la machine : Après avoir éliminé la cause du blocage et nettoyé soigneusement la presse à pellets, vous pouvez la remettre en marche. Il est nécessaire d’observer attentivement le fonctionnement de la machine et de s’assurer qu’elle fonctionne correctement.

Optimisation du processus de production des pellets

L’automatisation et la visualisation du processus de production des pellets jouent un rôle clé dans son optimisation. Elles permettent un contrôle continu et l’identification des problèmes potentiels, ce qui se traduit par une meilleure qualité du produit et une plus grande efficacité du travail.

Indicateurs importants à surveiller :

• Quantité de fines : Le suivi de la quantité de fines après le criblage du granulé fini sur tamis informe sur les pertes de matériau et permet d’améliorer le processus de tri.
• Coefficient de rendement : Une balance mesurant la masse des copeaux alimentés vers la presse permet de calculer le coefficient de rendement pour chaque équipe.
• Vitesse de la presse : La surveillance de la vitesse de la presse pendant la production permet d’identifier d’éventuels problèmes de rendement.
• Temps d’arrêt : L’enregistrement des temps d’arrêt et de démarrage de la ligne ainsi que du nombre d’arrêts par équipe facilite l’identification et l’élimination des goulets d’étranglement de production. Le démarrage et l’arrêt de la presse à pellets génèrent des charges importantes et usent la matrice ainsi que les rouleaux. La surveillance de leur état et la réduction des arrêts sont essentielles pour optimiser les coûts.
• Qualité du granulé : Il est important que le granulé soit extrudé sur toute la surface de la matrice et non seulement sur certaines parties. Un pressage irrégulier peut indiquer, entre autres, une défaillance de la matrice ou des rouleaux.

Facteurs influençant la qualité des pellets :

• Humidité de la matière première : Le granulé issu de copeaux humides a un volume plus important et une qualité inférieure à celui provenant de copeaux secs.
• Composition granulométrique de la matière première : Les gros copeaux sont plus difficiles à presser et peuvent provoquer la désintégration du granulé.
• Essence de la matière première : Les pellets issus de bois résineux sont généralement de meilleure qualité que ceux issus de bois feuillus.
• Usure de la matrice et des rouleaux : Des matrices et rouleaux usés ne garantissent pas un pressage adéquat des copeaux.
• Espacement entre les rouleaux et la matrice : Un réglage incorrect de l’espacement peut entraîner un pressage irrégulier.
• Diamètre des pellets : Un diamètre plus petit des pellets, dans les mêmes conditions de pressage, signifie généralement une meilleure qualité.

En résumé : il convient de rappeler que le choix de la matière première dans la production de pellets de bois a une influence significative sur les caractéristiques du produit fini. La qualité du granulé dépend également en grande partie des réglages appropriés et de l’utilisation correcte de la machine de production de pellets. Des indicateurs permettant d’optimiser le processus de production peuvent aider à fabriquer des pellets de bois de la manière la plus efficace possible.