Granulas: kas tās ir, veidi, īpašības un pielietojums
Uzziniet, kas ir granulas, to veidus, īpašības un plašo pielietojumu rūpniecībā, lauksaimniecībā un mājsaimniecībā — praktiski padomi, salīdzinājumi un piemēri.
Granulas ir vispārīgs termins, ko lieto mazām daļiņām vai graudiem apzīmēt. Šis vispārīgais termins tiek lietots daudzos kontekstos.
Ko nozīmē "granulas" — precizējums
Termins "granulas" aptver ļoti plašu produktu spektru: no mikroskopiskām pulvera daļiņām līdz redzamiem graudiem vai pelletēm. Granulas parasti ir apjomīgākas un stabilākas nekā brīvi plūstoši pulveri un bieži tiek izgatavotas, lai nodrošinātu ērtāku uzglabāšanu, transportēšanu un dozēšanu.
Galvenie granulu veidi
- Biomasa un kurināmie — koksnes granulas (pelletes), zāģskaidu granulas, rapsa/rapšu granulēti degvielas produkti.
- Ģeoloģiskie un minerālie — smilts/granulēts kūdra, minerālu granulas lieto rūpniecībā vai lauksaimniecībā.
- Ķīmiskie un mēslošanas līdzekļi — granulēti mēslošanas līdzekļi ar kontrolētu atbrīvošanos, ķīmiskas piedevas granulās.
- Farmaceitiskie — tablešu un kapsulu ražošanā izmantotās granulas ar noteiktu aktivās vielas koncentrāciju un atbrīvošanas profilu.
- Plastmasas un polimēri — ražošanas izejvielas (pelletēti polimēru granulas, masterbeiči), kas tiek kausēti un formēti.
- Detergenti un tehniskās vielas — mazgāšanas līdzekļu vai reaģentu granulas vieglākai dozēšanai un mazākai putošanai.
Ražošanas metodes
- Granulēšana mitrā veidā — vielas sajauc ar saistvielu šķīdumu un veido granulas žāvēšanas vai lēnās rotācijas laikā.
- Granulēšana sausā veidā — saspiežot miltus vai pulverus, piemēram, presēšana, kompaktēšana vai ekstrūzija.
- Ekstrūzija un pelleting — materiāls tiek spiests caur matricu un sagriezts uz vienāda garuma gabaliņiem.
- Agglomerācija un pulveru saķepināšana — smalkas daļiņas sasaistās, veidojot lielākus graudus ar nepieciešamajām īpašībām.
- Spray-drying (aerosola žāvēšana) — šķidrie maisījumi atomizē un ātri žāvē, veidojot viendabīgas, plūstošas granulas (bieži farmācijā un pārtikā).
Galvenās īpašības un parametrs
- Daļiņu lielums un forma — ietekmē plūstamību, blīvumu un šķiedru/zemes segregāciju.
- Biržas blīvums (bulk density) — svarīgs uzglabāšanai un transportam; nosaka tilpumu, kas nepieciešams noteiktai masu apjomam.
- Ūdens saturs — var ietekmēt cietību, ķīmisko noturību un bioloģisko bojāšanos.
- Porainība un stiprība — svarīgi degvielas granulas sadegšanai un farmaceitiskām granulas noturībai manipulācijas laikā.
- Friabilitāte (drupšanas noturība) — mēra, cik viegli granulas drupina; svarīgi, lai samazinātu putekļu rašanos un saglabātu vienmērīgu dozēšanu.
- Plūstamība — ietekmē dozēšanas ierīču un silo darbību; uzlabojama ar antikoksantu piedevām vai ģeometrijas optimizāciju.
- Ķīmiskā sastāva un aktīvo vielu koncentrācija — īpaši svarīgi mēslošanas līdzekļiem un medikamentiem.
Pielietojumi
- Kurss un apkure — koksnes granulām (pelletēm) plašs izmantojums apkures katlos un kamīnos.
- Lauksaimniecība — granulēti mēslošanas līdzekļi nodrošina ērtu izkliedēšanu un var ļaut kontrolētu barības vielu atbrīvošanos.
- Dzīvnieku barība — granulas nodrošina vienveidīgu barības devu, samazina atkritumus un putekļainību.
- Farmācija — granulas, kas satur aktīvās vielas, tiek lietotas tablešu presēšanai vai tiešai iekapsulēšanai; iespējama kontrolēta atbrīvošana.
- Rūpniecība — plastmasu granulas (pelletes) kā izejmateriāls liešanai, ekstrūzijai un pārstrādei.
- Ķīmiskā rūpniecība un detergenti — ērtai dozēšanai un mazāk smiltaino putekļu radīšanai.
- Dārzkopība — mulčas, augsnes uzlabotāji vai lēnas iedarbības mēslojumi granulētā veidā.
Priekšrocības un trūkumi
- Priekšrocības: vieglāka transportēšana un uzglabāšana, vienmērīga dozēšana, mazāka putekļu rašanās, iespējama kontrolēta vielu atbrīvošanās, uzlabota plūstamība.
- Trūkumi: jūtīgums pret mitrumu, risks sabojāties vai salipšanas, nepieciešami saistvielas vai papildus apstrāde, potenciāla nodarbošanās ar abraziju, atkarībā no materiāla — sprādzienbīstamība pulverveida komponentiem.
Kvalitātes pārbaude un standarti
Granulu kvalitāti parasti nosaka ar šādām metodēm:
- Sijāšanas analīze (daļiņu sadalījums pēc izmēra)
- Bulk un tapped density mērījumi
- Mitrumi saturs (žāvēšana un svēršana)
- Friabilitātes tests (cik daudz drupu pēc mehāniskas iedarbības)
- Ķīmiskā analīze (noderīga mēslošanas līdzekļiem, farmaceitikai, degvielām — kaloriskais saturs)
Rūpniecībā var attiekties specifiski standarti atkarībā no nozares (enerģētikā, farmācijā, lauksaimniecībā u.c.), tāpēc ražotāji un lietotāji bieži seko starptautiskiem vai vietējiem noteikumiem.
Uzglabāšana un drošība
- Uzglabāt sausā, vēdināmā vietā ārpus tiešas saules starojuma, lai samazinātu mitruma uzsūkšanos un bojāšanos.
- Iepakojums un silosi — jābūt hermētiskiem vai ar kontrolētu ventilāciju; jāizvairās no sānu sastrēgumiem un putekļu slāņiem.
- Drošība pret putekļu eksplozijām — organisko granulu (piem., koksnes, graudu) apstrādē jāievēro antieksplozijas pasākumi: sprieguma nulle, ventilācija, putekļu kontrole.
- PPE un darba drošība — respiratori, cimdi un acu aizsardzība, ja iespējas inhalaācijas vai ādas kontakts ar aktīvām vielām.
Vides aspekti
- Biomasa granulām bieži uzsver ilgtspējību — ja izejmateriāls nāk no atjaunojamiem avotiem, tās var būt klimata ziņā draudzīgākas nekā fosilais kurināmais.
- Plastmasu granulas (pelletes) rada piesārņojuma risku (nurdles, mikroplastmasa), ja tās nonāk dabā — nepieciešama rūpīga pārvadāšana un atkritumu pārvaldība.
- Degšanas produkti — kurināšanas granulas rada izmešus, kuru apjoms un sastāvs ir atkarīgs no izejmateriāla kvalitātes.
Kā izvēlēties pareizās granulas
Izvēloties granulas, jāņem vērā:
- Galvenais pielietojums (kurināšana, barība, medicīna, rūpniecība)
- Vēlamās īpašības — mitrums, blīvums, cietība, aktivās vielas koncentrācija
- Atbilstība specifiskajiem drošības un kvalitātes standartiem
- Ilgtspējība un izejvielu izcelsme
- Uzglabāšanas un transportēšanas prasības
Granulas ir ļoti plaši pielietojams produkts ar daudzām priekšrocībām, tomēr to optimāla izmantošana prasa izpratni par materiāla īpašībām, pareizu ražošanas tehnoloģiju un atbilstošu uzglabāšanas/drošības praksi.
Meklēt