Um hochwertige Holzpellets herzustellen, sind eine Reihe von Verfahrensschritten nötig. Da Holz als Biomasse einen hohen Anteil an Feuchtigkeit hat, ist die Verarbeitung im Vergleich zu Materialien mit geringerem Feuchtegehalt aufwendiger. Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die nassen Hackschnitzel zunächst in der Nass-Hammermühle zerkleinert. Anschließend werden sie getrocknet und ein weiteres Mal vermahlen. Erst danach erfolgt die Pelletierung. Olaf Nährig, Senior Area Manager beim Maschinenhersteller Amandus Kahl, erklärt: "Unsere Anlagen zeichnen sich dadurch aus, dass sie neben einer energieeffizienten Bau- und Funktionsweise hohe Durchsatzleistungen bei geringem Verschleißteil- und Wartungsbedarf erreichen. Da die jeweiligen Mahlschritte einen großen Teil der insgesamt benötigten elektrischen Energie ausmachen, haben wir uns darauf konzentriert, speziell bei diesen Prozessschritten Einsparpotenziale aufzudecken."

Nasszerfaserung des Materials für leichtere Trockenvermahlung

Zur Herstellung von Industriepellets mit vorgegebener Partikelgröße eignet sich die Kollermühle zur Zerkleinerung der nassen Hackschnitzel. Im Vergleich zur Nasshammermühle zerfasert sie das Holz gleichmäßiger und energieeffizienter, indem sie es quer zur Faserrichtung zerfasert. Die Nasszerfaserung des Materials erleichtert die anschließende Trockenvermahlung. Das Material, das aus der Nassvermahlung kommt, wird erwärmt dem Trocknungsprozess zugeführt. Das spart etwa 3 bis 5 % Energie und bewirkt einen homogenen Trocknungsgrad. Durch den Einsatz der Kollermühle sind etwa 40 bis 50 % der Holzpartikel nach der Nassvermahlung und Trocknung klein genug für die normgerechte Pelletierung. Diese Teile können direkt nach der Trocknung in die Pelletierungsanlage geleitet werden. Entsprechend reduzieren sich die Materialmenge und der Aufwand für die Trockenvermahlung – eine signifikante Einsparung. Für Hausbrand und Pellets ohne Partikelgrößenvorgaben kann komplett auf die Trockenvermahlung verzichtet werden. Fällt dieser Schritt weg, spart dies je nach Rohware 25 bis 35 kWh/t.

Auch bei der Herstellung von Tierfutter sind verschiedene Produktionsschritte erforderlich. Als Zerkleinerungsmaschine zum Beispiel für Getreide und Hülsenfrüchte kommt der Brechwalzenstuhl als Alternative zur Hammermühle zum Einsatz. Der Kraftbedarf ist hier um bis zu 70 % reduziert. Für eine gesteigerte Energieeffizienz hat Amandus Kahl eine Variante des Brechwalzenstuhls entwickelt. Diese verfügt anstelle des üblichen Zentralantriebs mit fixen Drehzahlen über frequenzgeregelte Einzelantriebe inklusive Energierückführung, die mit 22 bis 55 kW eine Durchsatzleistung von rund 20 bis 80 t/h erreichen. Hinzu kommen ein geringer Verschleißteileinsatz, wenig Wartungsaufwand sowie gezielt einstellbare Mahlergebnisse.

Für die Veredelung von Futterkomponenten eignet sich der Expander, ein Druckkonditionierer zum Mischen und Kneten, zum Homogenisieren, Agglomerieren sowie zur Kurzzeitkonditionierung. Durch dessen Einsatz vor der Pelletierung lässt sich die Leistung der Pelletpresse um 25 bis 30 % steigern, bei bestimmten Futtersorten gar verdoppeln.

Maximale Produktionsflexibilität

Pelletpressen verarbeiten auch großvolumige Materialien zu kompakten, dosierfähigen Pellets, darunter Mineralstoffmischungen, Stroh und Biomasse. Das senkt die Transportkosten und erleichtert das Handling. "Als Spezialist in der Herstellung von Flachmatrizenpressen haben wir unsere Pelletpressen immer weiter optimiert, um eine höchstmögliche Energieeffizienz zu erreichen. Der wichtigste Aspekt liegt hierbei in ihrem Konstruktionsprinzip", sagt Nährig.

Die Pressen haben eine Flachmatrize mit Löchern verschiedener Größen sowie drehende Koller, die auf der Matrize abrollen. Das Material mithilfe der Koller durch die Löcher in der Matrize gedrückt und zu Pellets geformt. Im Vergleich zu anderen Methoden ermöglichen Flachmatrizenpressen eine effizientere Umwandlung des Rohmaterials, da die Energie durch den speziellen Kollergang besser genutzt wird. Zugleich verarbeiten die Kahl-Flachmatrizenpressen größere Partikelgrößen und Faserlängen.

Neben effizienten Prozessen zur Energieeinsparung lohnt es sich, auf Automatisierung zu setzen. Mit der Pelletpressen-Steuerung EAPR und dem automatischen Kollerspaltkontrollsystem Distamat hat Amandus Kahl zwei intelligente Steuerungssysteme entwickelt, die die Energiezufuhr an den Bedarf anpassen. EAPR regelt den automatischen Betrieb von Flachmatrizenpressen. Diese sind bereits mit Schalt- und Regelsystemen ausgerüstet. Bestehend aus einem Steuerschrank mit grafischem Touch-Panel und intuitiv bedienbarer Software, ermöglicht ein solches System die einfache Regelung aller relevanten Prozessparameter wie Presse, Dosierschnecke, Mischer, zugehörigen Hilfsaggregaten und Kühler. Sind diese Parameter einmal vorgegeben, erfolgt der Betrieb vollautomatisch inklusive Fehler- und Alarmmeldungen sowie Systemdiagnose. Distamat sorgt für die Einhaltung eines vorgegebenen Kollerspalts und trägt damit zur Qualitätssicherung bei. Prozessdruck und Dicke der Materialschicht auf der Matrize lassen sich während des Betriebs automatisch anpassen. So ist weniger Personaleinsatz nötig, Standzeiten erhöhen sich und der Energieverbrauch wird reduziert.