Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

In this study, the effects of using fine milled cassava stems as an additive in biofuel pellet production was compared to the effects of refined starch addition. The bulk biomass fuel raw material, to which the additive was added, was a blend of spruce and pine sawdust. An experimental design in the factors cassava/starch content, moisture content and material temperature was used. Measured responses were pellet bulk density, pellet durability, amount of fines, pelletizer motor current, pellet temperature, die temperature and CV for pelletizer motor current (a measure of process stability). Each response was modeled by multiple linear regression (MLR). Good models were found for pellet bulk density, pellet durability and amount of fines, verified by the model performance indicators R2 and Q2. The effects of cassava stem and starch addition showed strong similarities. Both additives have a weak positive effect on pellet bulk density. Both cassava and starch had positive effect on pellet durability, in particular at low moisture contents (MC) ~11 %. At ~14 % the effect of the cassava stems was less pronounced. The highest durability was achieved at low moisture content (11 % MC) when using cassava as an additive. Both additives have a negative effect on amount of fines. Consequently, results from this study show that cassava stems can be used as a substitute to refined starch for increasing fuel pellet durability.

I den här studien har effekten av att använda finmalda kassavastammar som bindemedel vid pelletering av biobränsle jämförts med effekten av raffinerad stärkelse. Biomassan var en 50/50 blandning av tall- och gran-spån, till vilken respektive additiv tillsattes, och pelleterades vid olika fukthalter och med olika tillsatser av ånga. Detta för att avgöra om denna raffinerade stärkelse skulle kunna ersättas av de stärkelserika skörderesterna från kassavaodlingar. Egenskaper efter pelletering som jämfördes var: bulkdensitet, hållfasthet, mängden finfraktioner, motorström, pellettemperatur, matristemperatur och CV för motorströmmen (ett mått på motorströmmens jämnhet). Resultatet blev att signifikanta modeller, för hur faktorerna påverkar de uppmätta egenskaperna, kunde byggas för parametrarna; bulkdensitet, hållfasthet och finfraktioner. Resultatindikatorerna R2 och Q2 visar att dessa modeller är tillitsfulla. Vidare visar resultatet på liknande mönster mellan kassava och stärkelse som tillsats. Bulkdensiteten påverkades svagt positivt av båda additiven. Hållfastheten påverkades tydligt av kassavan och stärkelsen där stärkelsen kan ses ha något bättre effekt på fuktiga material (14 % fukthalt) men likvärdig effekt som kassavan på torrare material (11 % fukthalt). Högst hållfasthet kunde återfinnas där kassava tillsattes till ett torrt råmaterial (11 % fukthalt). Båda additiven hade en negativ effekt på andelen finfraktion. Resultaten från studien visade att kassavastammar kan användas som ett substitut till raffinerad stärkelse för att öka hållfastheten på biobränslepellets.