實驗室粉碎機製備生質原料

由於生物質(Biomass)作為能源的使用越來越多，在研發和品質控制的背景下對這些材料的分析也變得非常重要。由於植物材料的複雜特性，適當的樣品製備可能是一個相當大的挑戰。

生物質是用於生產能源的植物性原料的總稱。與太陽能或風力發電相比，生物質能提供了巨大的優勢，即能量可以儲存在可再生原材料中，並在需要時可用。由於生物質作為能源的使用越來越多，在研發和品質控制的背景下對這些材料的分析也變得非常重要。由於植物材料的複雜特性，例如揮發性成分、纖維結構或易磨耗特性，適當的樣品製備可能是一個相當大的挑戰。作為樣品製備過程的一部分，研磨植物材料需要一些專業知識和經驗，以確保可靠和得到有意義的分析結果。選擇合適的實驗室粉碎機不僅取決於樣品的特性。還必須考慮進一步的處理和相關標準。

基本上有三種不同的從生物質中產生能量的方法：

直接燃燒、萃取和發酵。

未粉碎前乾木材、木塊

(直徑小於80mm)

經過大型切割式粉碎機 SM300

利用切削粉碎的機制

初步粉碎後的乾木材
粒徑可至2~5mm

1.原料直接燃燒

  透過直接燃燒，原材料被燃燒以產生能量。例如由森林木材殘留物（如樹冠，樹枝及樹幹部分）製成的木屑，無法用於任何其他目的。最適當的方式是將木材切碎並在熔爐中燃燒，木片的品質由其熱值和灰分含量決定。對於所有類型的木材，乾木材的熱質或多或少是相同的（相對於重量）。然而，它隨著含水量的增加而減少；這就是為什麼木質內乾物質的百分比對其貿易價值具有決定性作用的原因。在這種情況下，窯乾木材是唯一的標準化方法（DIN 52 183）。該方法涉及透過熱重分析(如Eltra TGA機型)測定水分，即樣品保持在103°C的溫度下，直到其重量保持不變。灰分含量以類似的方式測定，樣品在氧氣流中加熱到500°C，為了加速該過程並獲得具有代表性的樣品，在分析之前將其研磨至1mm的細度。根據進料尺寸，用於粗磨的Retsch SM300切割式粉碎機和用於細磨的ZM300超高速離心式粉碎機適用於該樣品製備過程，方法和規範在EN 14961等標準中有其規定。另一個重要特徵是木屑的尺寸範圍，因為較小的爐子只能處理符合尺寸大小的木屑。小於0.5 mm的顆粒會損害燃料品質，因為它們會導致螺旋輸送機堵塞和爐膛爆燃。對於粒度分析，標準EN 14780指定了水平振盪篩選機（如Retsch的AS 400 Control機型），產生拋擲運動的3D振盪篩選機不適用於纖維顆粒的篩分。

藉由離心式粉碎機 ZM300

以超高速粉碎機制

變成500um的細粉

搭配中大型震盪篩選機
AS400 control
即可將上述處理後的樣品
符合規範且快速的進行粒徑篩分

2.通過萃取生產生質能源

  生產生質能源的另一種常用方法是精煉蔬菜原料的可燃部分。在歐洲，這主要是從油菜種子中提取的油。在美國，大豆油被酯化成生質柴油。生質柴油具有碳中和的優點，並且在燃燒時幾乎不會釋放任何顆粒物質。生物柴油的歐洲標準是DIN EN 14214。種子的品質控制包括在超高速離心式粉碎機（Retsch ZM 300）中研磨種子後萃取原料，並通過水平震盪篩選機（Retsch AS 400 Control）或3D振盪篩分機（Retsch AS 200 Control）對種子和其他蔬菜成分進行定量。為了達到有效的萃取結果，需要將樣品磨到大約500um的粒度。如果粒徑太大，萃取時間會過長；如果太細，萃取頂針可能會被阻塞。使用Retsch的超高速離心式粉碎機ZM300研磨，搭配使用1.0mm的篩網，根據經驗法則最終細度約為篩網孔徑尺寸的一半，也就可以達到500um左右的出料尺寸。搭配特有的Distance Sieve在粉碎過程中可以防止樣品過熱和油脂逸出。

富含水分的植物樣品

以刀片型粉碎機 GM200

快速處理成均質且細化的樣品

3.通過微生物發酵生物質

  沼氣廠在能源生產方面的重要性日益增加。基本上，任何類型的生物質（例如藻類或蔬菜廢物）都可以作為沼氣廠的原料。在沒有氧氣的情況下，植物被微生物「消化」，產生的甲烷能夠在發電站中燃燒。甲烷產量的決定性因素不僅僅是植物的類型而定，還包括使用的微生物。為了加速實驗室實驗中的降解過程，首先要粉碎植物廢物，像Retsch的Grindomix GM200這樣的刀片式粉碎機就非常適合此應用。GM200能快速地處理水分含量高的樣品，如藻類或青貯飼料，可以得到高度均質的樣品，讓材料的降解速度比非均質樣品快得多。

Retsch的各式粉碎均質與篩分設備大大滿足了生物質材料的樣品前處理需求，您可以參考底下各產品的介紹:

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