Lignina

Procesos individuales de compactación y trituración

La lignina es un biopolímero y, junto con la celulosa y la hemicelulosa, es un componente de la madera. Este componente es el causante de la lignificación de las células, así como de la resistencia a la presión y la durabilidad de los tejidos vegetales. En general, la lignina constituye alrededor del 20 al 30 por ciento de la materia seca de las plantas leñosas. Hasta ahora, la materia prima natural se consideraba un subproducto en la producción de la celulosa o el bioetanol y apenas se ha utilizado industrialmente. Sin embargo, la lignina es muy versátil y en realidad se puede utilizar para una amplia variedad de productos finales, desde baterías hasta cosméticos. La lignina debe estar presente en forma de polvo fino o granulado y, por lo tanto, debe molerse o compactarse. Hosokawa Alpine ha desarrollado procedimientos innovadores para ambos procesos.

¿Qué tipos de lignina existen?

Lignina Kraft, lignina libre de azufre y su uso

La lignina se puede obtener mediante varios procesos químicos, incluidos el proceso de sulfato y sulfito, el proceso de sosa, el proceso de Acetocell o el proceso de Organosolv. Dependiendo del proceso, la lignina obtenida tiene diferentes propiedades químicas y de ingeniería de procesos. Para el procesamiento posterior, se hace una distinción principalmente entre la lignina Kraft del proceso de sulfato o sulfito y la lignina libre de azufre de los otros procesos. Según el proceso de producción y la calidad de la lignina, se puede utilizar en las siguientes áreas de aplicación:

Fibras de carbono
Carbono duro para ánodos de batería
Piensos
Componentes para la industria química
Sustitución de hollín para caucho (neumáticos)
Resinas
Plásticos (termoplásticos, elastómeros, ceras)
Aditivo para espumas (espuma de poliuretano, aerogeles)
Cosméticos

Utilización de la lignina en diversos ámbitos

Procesamiento de lignina

Se necesitan soluciones individuales

Por lo tanto, la lignina es una materia prima extremadamente versátil. Sin embargo, su origen natural también garantiza que su calidad esté sujeta a fuertes fluctuaciones, del mismo modo que no todas las maderas son iguales. El proceso de fabricación también influye en las propiedades de la materia prima: la lignina tiene características diferentes dependiendo de si se obtiene durante la producción de celulosa o papel o en biorrefinerías.

Para el procesamiento de la lignina, esto significa: No existe una solución estándar para triturar o compactar la lignina. Por lo tanto, según el producto inicial y el uso final, se requiere un proceso individual, que Hosokawa Alpine estará encantado de desarrollar para usted.

Diferentes tipos de lignina en tarros transparentes — La lignina es una materia prima natural cuya calidad está sujeta a fuertes fluctuaciones.

Existen varios procesos para procesar la lignina , que dan como resultado diferentes calidades de lignina y dependen no solo de la aplicación deseada, sino también del tipo de lignina: Al triturar con un tamiz o un molino de chorro y luego tamizarlo, los clientes obtienen un polvo de lignina de alta calidad. La compactación (granulación/briqueteado) produce un granulado o briqueta sin polvo con buena fluidez y mayor densidad aparente.

¿Qué proceso se lleva a cabo para qué lignina?

	Compactador	Molino clasificador	Molinos de chorro	Clasificador
Lignina Kraft	✓	×	×	×
Lignina de biorrefinería	✓	✓	✓	✓
Lignina carbonizada	×	×	✓	✓

Cooperación con Lignopure

Cooperación para una solución óptima

La empresa emergente Lignopure GmbH, con sede en Hamburgo, ha sido pionera en la utilización de lignina en productos de consumo. Junto con este experto en aplicaciones, combinamos nuestros conocimientos y desarrollamos un proceso específico para que obtenga la aplicación deseada

Lignopure analiza el material de partida, pero también los requisitos del uso final. Sobre esta base, se determina cómo debe modificarse la lignina para obtener un producto final óptimo. Como fabricante de máquinas e instalaciones, Hosokawa Alpine, por otro lado, tiene los conocimientos y las tecnologías necesarios para procesar la lignina con las propiedades requeridas de la mejor manera posible. De esta manera, podemos ayudarle a encontrar la tecnología adecuada para sus necesidades y a obtener el granulado o polvo de lignina óptimo.

Descubra más

Trituración de la lignina

Polvo con excelentes propiedades

Existen dos tipos de molinos adecuados para triturar lignina: Con el molino de chorro AFG, puede lograr valores de finura elevados de d_{97 = 5-15} µm. Al introducir una alta energía durante la trituración, también se pueden triturar las materias primas fibrosas. Con un molino clasificador como el ACM, se obtiene un producto objetivo más grueso con una finura de d₉₇= 10-25 µm. La trituración mecánica es un proceso muy eficiente desde el punto de vista energético.

Fresado con el molino de chorro AFG

1 Tarea material 2 Molino de lecho fluidizado con chorro de aire opuesto AFG 3 Filtro 4 Ventilador 5 Producto final

Sus ventajas con el molino de chorro AFG:

finuras elevadas
Límite de separación definido y fácilmente ajustable.
Es posible el fresado de materiales fibrosos
Bajo desgaste
La manipulación del producto sin contaminación es posible gracias al revestimiento cerámico de toda la instalación

Fresado con el molino clasificador ACM

1 Tarea material 2 Molino clasificador ACM 3 Gas de proceso 4 Filtro 5 Ventilador 6 Producto final

Sus ventajas con el molino clasificador ACM:

baja energía específica durante la trituración
Límite de separación definido y fácilmente ajustable.
Parámetros de producción flexibles para ajustar la finura de la trituración
Diseño compacto que ahorra espacio

Fresado con el molino de chorro Microburst AMB

El molino de chorro Microburst AMB, que también puede triturar finamente productos gruesos o fibrosos sin triturarlos previamente, es adecuado para su uso en el laboratorio.

Sus ventajas con el molino de chorro AMB:

también apto para productos gruesos y fibrosos
Posibilidad de triturar con precisión sin necesidad de un triturado previo
Se pueden alcanzar niveles muy altos de finura
Concepto sencillo de protección contra explosiones
Diseño modular
Fácil de limpiar
También disponible en una variante básica independiente

Eliminación de polvo con el clasificador de aire ATP

Para lograr una distribución más pronunciada del tamaño de las partículas, se recomienda la clasificación con el clasificador de aire ATP para:

Desempolvado a 2-3 µm
Clasificación del grano superior a 20-30 µm

El desempolvado le brinda un producto libre de polvo con una fluidez optimizada. Además, puede garantizar un límite de separación nítido y eliminar los aglomerados clasificando el grano superior. La curva de separación pronunciada también da como resultado un alto rendimiento del producto. Este polvo de alta calidad es adecuado, entre otras cosas, para plásticos, espumas o cosméticos de alta calidad.

1 Tarea material 2 Clasificador de aire ATP 3 Gas de proceso 4 Filtro 5 Ventilador 6 Fracción gruesa 7 Fracción fina

¿Por qué elegir Hosokawa Alpine?

Las máquinas y las instalaciones de Hosokawa Alpine garantizan un proceso estable y una alta disponibilidad de la instalación. Esto reduce significativamente los tiempos de inactividad y garantiza una producción sin problemas con una alta calidad del producto. Gracias a sus muchos años de experiencia en el procesamiento de productos naturales y explosivos, cuenta con un alto nivel de experiencia en el área de la protección contra explosiones.

Mejora de la lignina

Optimización de las propiedades del producto mediante la compactación

El polvo fino de lignina es explosivo, tiene malas propiedades de flujo y una baja densidad aparente. Por lo tanto, la manipulación de los productos es compleja, la seguridad laboral es costosa y se requieren grandes áreas de almacenamiento. La solución a estos desafíos radica en granular o briquetear el polvo de lignina.

Lignina granulada con un diseño de compactador especial

Al utilizar una prensa de rodillos, se obtienen gránulos o briquetas de lignina libres de polvo con una calidad de producto constante y muy alta, una mayor densidad aparente y una buena fluidez. Esto no solo facilita el procesamiento, sino que también facilita el almacenamiento y el transporte. Además, se reduce el riesgo de explosión de polvo o contaminación, por lo que se pueden reducir las medidas necesarias para la protección de los empleados y el medioambiente. Este refinamiento de la lignina permite alcanzar un precio de mercado más elevado.

Durante la granulación, el material se dosifica primero de manera uniforme en el compactador. En el compactador, se comprime en forma de darta mediante dos rodillos que giran en direcciones opuestas. A continuación, la suspensión se tritura hasta el tamaño de partícula deseado utilizando una pretrituradora opcional y una trituradora de rodillos. Una máquina de cribado separa el granulado con el tamaño de partícula objetivo de los granos superior e inferior. El grano superior se tritura nuevamente con la trituradora de rodillos, mientras que el grano inferior se devuelve al compactador.

Briqueteado de lignina

Durante la fabricación de briquetas, la materia prima se prensa en la forma deseada. Luego, el polvo y las almas se filtran y se devuelven al proceso. Si se requieren agua u otros aditivos para producir briquetas estables, se debe conectar una unidad de mezcla aguas arriba del compactador.

Sus ventajas con los sistemas de compactación de Hosokawa Alpine

Con nuestros sistemas de compactación, puede aprovechar al máximo su producto y su instalación. Dado que reciben todos los componentes de la instalación de una sola fuente, las máquinas y los procesos están perfectamente coordinados.

Beneficios relacionados con la aplicación:

Posibilidad de ajuste flexible del tamaño del granulado
Gránulos estables
Contenido de polvo muy bajo en el granulado

Beneficios relacionados con las instalaciones:

Proceso estable
No es necesario añadir aditivos
Bajo consumo de energía específico
Alta disponibilidad de la planta

Protección contra explosiones

La lignina suele clasificarse en la clase de explosión de polvo St 2, lo que significa que existe un riesgo significativo de explosión durante el procesamiento. Existen tres medidas básicas adecuadas para proteger al personal y el equipo y cumplir con las normas de seguridad:

1. Evitar las fuentes de ignición efectivas

Aquí, el sistema está diseñado utilizando tecnología de medición y medidas de diseño de tal manera que no pueda surgir ninguna fuente de ignición. La posibilidad de utilizar este método depende del material y el equipo.

2. Estructura resistente a cambios de presión

Con el diseño resistente a los golpes de presión, el sistema está diseñado de manera tan robusta que no se producen daños externos incluso a la presión máxima de explosión. En instalaciones grandes, también es posible reducir la presión de explosión mediante un sistema de alivio de presión o agente extintor. Esto tiene la ventaja de que no se requiere nitrógeno y, por lo tanto, se pueden reducir los costes de funcionamiento.

3. Inertización

Durante la inertización, el contenido de oxígeno dentro del sistema se reduce hasta tal punto que no puede producirse ninguna explosión. La concentración de oxígeno se puede controlar de forma continua. El consumo de nitrógeno se puede reducir mediante un proceso de gas cíclico.

Descubra más: Hosokawa Alpine and Lignopure announce collaboration | Case Study: Lignin - from process consulting to turnkey systems