자체적으로 목재 펠릿 내구성을 시험하는 방법

대부분의 제분 공장은 자사가 보유한 시험대가 아니라 선적과 함께 도착한 성적서에서 내구성 수치를 확인합니다. 그 수치는 실제이지만 남의 것입니다. 즉, 3주 전에 포장한 배치에서 2kg의 펠릿을 받은 실험실이 한 번 시험을 실시해 98.2%라고 보고한 것입니다. 그런데 고객이 도착 후 동일한 시험을 실시해 96.4%가 나오면 논쟁이 시작됩니다.

자체 품질실에서 ISO 17831-1을 실시하면 그 논쟁이 달라집니다. 결과가 실험실보다 더 정확하기 때문이 아니라, 실제로 출하하는 펠릿으로 매 교대마다 반복할 수 있고 수치가 변할 때 라인이 어떤 상태였는지 알 수 있기 때문입니다.

제3자 내구성 결과가 알려줄 수 있는 것과 없는 것

실험실 보고서는 한 가지 질문에 답합니다. 이 시료가 도착했을 당시의 함수율 상태에서 500회 텀블링 후 98% 이상을 유지했는가? 그것은 합격 또는 불합격일 뿐, 공정 관리 수치가 아닙니다.

외부 단일 결과가 관리 도구로 부적합한 이유는 세 가지입니다. 시료가 대표하는 배치에 비해 작습니다. 시험이 파괴적이므로 나중에 같은 재료로 다시 실시할 수 없습니다. 그리고 결과는 보관 상태에 따라 변하므로, 3월의 서늘한 창고에서 시험한 펠릿과 8월에 부두에 놓인 컨테이너에서 꺼낸 같은 펠릿은 동일한 대상이 아닙니다.

한 연구에서 폴리머 바로 이 점을 추적했습니다. 함수율 7.2%와 8.0%로 입고된 펠릿은 각각 98.6%와 96.9%의 내구성으로 시작했습니다. 통제된 기후실에서 30일 후 손실은 크지 않았습니다. 갈색 펠릿은 최대 1.2포인트, 흰색 펠릿은 2.0포인트였습니다. 그러나 동결–해동 반복 조건에서는 흰색 펠릿이 4.3포인트 손실되었고, 저장 펠릿의 고위발열량은 30일 평균 3.5%에서 6.0%까지 감소했습니다(폴리머 2020, 12, 970). 단일 성적서는 그런 정보를 담을 수 없습니다. 각 로트마다 직접 실시하는 시험은 담을 수 있습니다.

ISO 17831-1이 실제로 요구하는 사항

방법은 간단합니다. 체로 거른 시료를 한쪽 벽에 격벽이 대각선으로 용접된 강철 상자에 넣습니다. 상자는 50rpm으로 500회 회전합니다. 시료를 꺼내 같은 3.15mm 체로 다시 거른 후, 잔류 질량을 투입 질량으로 나눕니다.

사람들이 헷갈리는 것은 이 단계들 주변의 세부 사항입니다. 표준이 시료 질량, 체, 회전 횟수, 결과 반올림 방식을 규정하고 있으며, 각 선택이 답을 몇 십분의 1포인트씩 바꾸기 때문입니다.

2018년 연구( 재료 )는 방법 섹션에서 동일한 절차를 설명한다 — 500 ± 0.1g, 50 ± 2rpm, 500회전, 3.15mm 체에서 수동 체가름, 중복 시험(Materials 2018, 11, 1329). 운영자를 위한 작업 지침서를 작성한다면 그 단락이 대부분의 공급업체 매뉴얼보다 나은 모델이다. 단계만 나열하지 않고 허용 오차를 제시하기 때문이다.

장비 다섯 가지, 그리고 사람들이 흔히 틀리는 한 가지

실험대 자체는 비싸지 않다. 내구성 회전 드럼, 3.15mm 체 세트, 0.1g까지 읽을 수 있는 저울, 시료 분할기, 수분 측정기면 실험실 한쪽 구석에 들어간다. 대부분의 제분소는 이미 저울과 수분 측정기를 갖추고 있다.

잘못 구매하는 품목은 회전 드럼이다. 저가 제품은 너무 빠르거나 느리게 돌거나, 모터가 속도에 도달하기 전에 타이머가 시작된다. 신뢰하기 전에 시험하라. 드럼에 표시를 하고 정확히 60초 동안 돌린 뒤 회전수를 세라. 원하는 값은 50이며 ±2까지 허용된다. 56이 나온다면 구동 풀리가 잘못된 것이고, 생산하는 모든 결과가 낮게 나올 것이다.

사람들이 과소평가하는 두 번째 품목은 체다. 포장 라인에서 3년간 사용한 3.15mm 직조망은 시험용 체가 아니다. 늘어나서 남아 있어야 할 펠릿이 통과된다. 전용 시험용 체를 구입하고 평평하게 보관하며, 망이 처지면 교체하라.

저울과 관련해 두 가지 세부 사항이 더 있다. 신뢰할 수 있는 수분 기준이 필요하다. 105°C 소형 건조 오븐은 휴대용 측정기보다 느리지만 분쟁 시 방어할 수 있는 수치이며, 한 달 동안 둘 다 운영하면 측정기가 얼마나 표류하는지 알 수 있다. 그리고 0.1g까지 칭량해야 하는데, 누군가가 욕실용 저울로 500g 시료를 영점 조정하고 98%를 기록하는 것을 보기 전까지는 당연해 보인다.

시료 채취에서 대부분의 제분소가 논쟁에서 진다

회전 드럼을 완벽하게 돌려도, 시료가 한 시간 전에 채워진 자루의 윗부분에서 나왔다면 의미 없는 수치를 발표하게 된다.

펠릿은 분리된다. 미분은 사일로나 벌크 백의 아래쪽과 바깥쪽으로 이동한다. 표면에서 뜬 한 삽은 로트에서 가장 깨끗한 재료이며, 평균보다 2~3포인트 높게 나온다. 생산 1분 전체에 걸쳐 포장 주둥이에서 시료를 채취하거나, 프로브로 벌크 백에서 수직 코어를 채취한 뒤 눈대중이 아닌 분할기로 시료를 나눠라. 표준의 시료 채취 지침이 출발점이며, 실용적인 요점은 회전 드럼 안의 재료가 미분을 포함해 고객 호퍼 안의 재료와 같아 보여야 한다는 것이다.

시료 채취 방법을 기록에 남겨라. 구매자가 결과에 이의를 제기할 때 첫 번째 질문은 항상 시료를 어떻게 채취했는가이며, "더미에서"라는 답은 클레임에서 살아남지 못한다.

결과 해석: 기준값, 허용 오차, 그리고 97.9%의 비용

상업적으로 중요한 두 가지 수치가 있다. ENplus A1은 내구성 최소 98.0%, A2는 최소 97.5%를 요구하며, 미분은 벌크 1.0%, 포장 펠릿 0.5%로 제한된다(ENplus 핸드북 v3.0, 파트 3). 라벨을 요구하지 않는 산업 구매자도 이 기준값을 발주서에 적는다. "이것이 컨베이어를 견딜 수 있는가"를 나타내는 유일한 공통 언어이기 때문이다.

그다음은 반복성에 관한 문제입니다. ISO 17831-1은 97.5% 이상의 펠릿에 대해 실험실 내 반복성 한계를 0.3 퍼센트 포인트로, 실험실 간 재현성 한계를 0.6 포인트로 정하고 있으며, 그 미만에서는 한계가 2.0 및 3.0 포인트로 넓어집니다. 실제로 이는 97.9% 결과와 98.1% 결과가 같은 펠릿이라는 뜻입니다. 어느 방향이든 0.2 포인트 차이를 품질 개선이라고 말하는 사람은 노이즈를 말하고 있는 것입니다.

시험 주기

연속 가동하는 모든 라인에는 매일이 적절한 주기이며, 각 교대 시작 시 한 번, 원료 로트 변경 후 한 번씩 실시합니다. 단일 교대 근무 공장은 주 3회로 줄여도 추세를 확인할 수 있습니다. 중요한 것은 시험이 수분 점검과 같은 일정에 놓여 두 기록을 대조해 읽을 수 있어야 한다는 점입니다.

수출 로트마다 백킹 후 한 번씩 시험을 추가하고 그 결과를 선적 서류와 함께 보관하십시오. 그 기록 하나가 1년치 프레스 측 수치보다 클레임 대화에 더 큰 도움이 됩니다. 고객에 대한 책임이 끝나는 지점에서의 제품을 묘사하기 때문입니다.

표준이 규정하지 않는 변수: 펠릿 길이

여기 수출업체를 곤란하게 하는 부분이 있습니다. 표준은 시료 질량을 규정할 뿐 그 안의 길이 분포는 규정하지 않습니다. 10 mm로 절단한 펠릿 500 g은 30 mm 펠릿 같은 질량보다 그램당 끝단 수가 훨씬 많고, 끝단은 파손이 시작되는 지점입니다. 2020년 연구에서 Energies 바로 이 점을 시험했으며, 측정된 내구성이 시료의 길이 구성과 텀블링 조건 자체에 따라 달라진다는 것을 발견했습니다 (Energies 2020, 13, 3000).

실질적 결과는 이렇습니다. 칼날 설정이 어긋나 펠릿이 짧아지면 다이에서 아무것도 변하지 않았는데도 내구성 수치가 떨어질 수 있습니다. 내구성 시험과 같은 일정으로 칼날 간극과 펠릿 길이를 점검하고, 평균 길이를 같은 기록에 적으십시오. 그렇지 않으면 절단기에서 발생하는 문제를 해결하려고 일주일 내내 증기를 조정하게 될 것입니다.

직경도 같은 효과와 상호작용합니다. 작은 다이 구멍은 단위 질량당 표면적이 더 많은 펠릿을 만들므로 균열이 시작될 면적이 많고 이를 붙잡아 둘 재료는 적습니다. 이것이 같은 원료로 만든 8 mm 펠릿보다 6 mm 펠릿이 흔히 1~2 포인트 낮게 나오는 이유 중 하나입니다 — 프레스 성능이 나빠서가 아니라 형상이 더 어렵기 때문입니다.

다이에서 나온 펠릿이 아니라 고객이 받는 펠릿을 시험하십시오

어떤 공장에서든 가장 오해를 부르는 시료는 냉각기 출구에서 채취한 것입니다. 뜨겁고, 가장 무르며, 아직 컨베이어, 사일로, 트럭, 백킹 라인을 거치지 않은 상태입니다.

냉각 후, 스크리닝 후, 그리고 수출용 로트의 경우 자재가 백 안에서 최소 하루 동안 보관된 후에 채취한 시료입니다. 시험 시점의 수분도 기록해야 합니다. 왜냐하면 내구성은 수분에 따라 달라지기 때문입니다. 목재의 펠릿화 적정 구간은 습량 기준 약 10~15% 수분에 있으며, 습한 백 안에서 표면 수분을 흡수한 펠릿은 수분 8%의 펠릿과 다르게 시험 결과가 나옵니다.

프레스에서 수치가 양호한데 창고에서 나쁘다면, 프레스가 문제가 아닙니다. 쿨러 배출 온도, 버킷 엘리베이터의 상태, 스크리닝과 백킹 사이의 낙하 지점 수, 그리고 벌크 백으로의 자유 낙하 높이를 확인하십시오. 모든 경질 이송은 제품에 대해 하루 종일 무료로 돌아가는 작은 내구성 시험입니다.

실제로 수치를 움직이는 공정 레버

시험이 신뢰할 수 있게 되면 흥미로운 작업이 시작됩니다. 즉, 다섯 가지 레버 중 어느 것이 귀사의 공장에서 내구성을 움직이는지 찾는 것입니다. 대부분의 공장에서 영향력 순서는 대략 다음과 같지만, 원료에 따라 순위는 달라집니다.

다이에서의 수분

너무 건조하면 리그닌이 충분히 연화되지 않아 입자 사이에 다리를 형성하지 못합니다. 펠릿은 형성되지만 첫 충격에서 깨집니다. 너무 습하면 다이가 미끄러지고, 펠릿이 다이를 빠져나올 때 증기와 균열이 생기며, 쿨러는 설계 용량을 초과한 수분을 제거해야 합니다. 목재의 통상 작업 구간은 10~15%이며, 그 구간 안에서 최적점은 대부분의 운전자가 가정하는 것보다 좁습니다. 프레스에서의 컨디셔닝 실무 — 증기 대 분무수, 그리고 노즐 위치 — 는 다음의 실용적 설명에서 다룹니다: 펠릿화 장비 제조사 한 곳의 기술 노트이며, 귀사의 수분 로그와 함께 읽어볼 가치가 있습니다.

입자 크기와 준비

미세하고 균일한 자재는 내부 공극이 적은 더 치밀한 펠릿으로 압축됩니다. 과대 칩은 사전 균열처럼 작용하는 약점을 만듭니다. 해머밀 스크린 교체 후 내구성이 떨어졌다면, 다이보다 스크린이 먼저 답입니다.

다이 사양과 상태

연마되어 마모된 다이, 또는 자재에 맞지 않는 압축비로 천공된 다이는 충분한 압력을 형성하지 못합니다. 같은 원료라도 더 무른 다이를 통과하면 더 무른 펠릿이 됩니다. 그래서 다이 사양은 가격으로 주문하는 소모품이 아니라 그 자체의 구매 원칙이 필요합니다. "동일한" 두 다이 사이의 L/D 차이는 내구성 몇 포인트의 가치가 있습니다.

다이 온도와 증기

리그닌을 가소화하는 것은 열이며, 그 열의 대부분은 컨디셔너가 아니라 다이 내부 마찰에서 나옵니다. 증기를 추가하면 시작 온도와 수분이 함께 올라가므로, 원료가 이미 습한 상태라면 작은 증기 변화가 내구성을 잘못된 방향으로 움직일 수 있습니다.

다이 이후의 냉각과 취급

펠릿은 다이를 빠져나올 때 무르고 뜨겁습니다. 찬 공기를 대량으로 사용해 너무 빨리 냉각하면 표면 균열이 생기고, 이는 이틀 후에야 파인으로 나타납니다. 너무 천천히 냉각하면 수분이 내려가지 않습니다. 쿨러는 별도의 부서가 아니라 내구성 시스템의 일부입니다.

수치가 낮게 나왔을 때: 90분 점검 순서

나쁜 결과 후 다이를 열고 싶은 유혹이 생깁니다. 먼저 무료 점검을 다음 순서로 하십시오. 그러면 대부분의 낮은 결과는 누군가 렌치를 만지기 전에 해결됩니다.

0~10분: 같은 시료를 재시험합니다. 잔류 물질을 분할하여 두 번째 쌍을 시험합니다. 두 쌍이 1포인트 이상 차이 나면 시험대에 문제가 있습니다. 아마도 속도나 체가름 문제이며, 공정은 정상일 수 있습니다.

10~25분: 파인을 계량합니다. 새 1kg 시료를 체로 쳐서 3.15mm를 통과한 것을 계량합니다. 백킹 스파우트에서 파인이 많고 프레스에서 내구성이 양호하다면, 이는 다이가 아니라 취급의 문제를 가리킵니다.

25~40분: 커터를 점검합니다. 펠릿 20개를 측정합니다. 평균 길이가 지난달 운전 값보다 낮아졌다면, 칼 간극이 벌어진 것이며 시험은 약한 펠릿이 아니라 짧은 펠릿을 측정하고 있는 것입니다.

40~55분: 수분 로그를 확인합니다. 12% 대신 9%로 운전한 교대조는 다른 증상 없이 더 낮은 내구성을 보입니다. 건조기 제어 변경, 더 습한 원료 로트, 또는 조여진 증기 밸브를 찾아보십시오.

55~75분: 다이를 살펴봅니다. 다이 사용 시간을 교체 시점과 비교하고, 롤러가 다이 전체 폭을 따라가고 있는지 확인하며, 펠릿 표면을 살펴봅니다. 깨끗하게 부러지는 광택 있고 유리질인 펠릿은 부스러지는 무광 펠릿과 다른 종류의 고장입니다.

75~90분: 쿨러를 점검합니다. 배출 온도와 풍량. 주변 온도보다 5°C 이상 높은 상태로 쿨러를 빠져나온 펠릿은 여전히 무르며, 엘리베이터가 다이가 시작한 일을 마무리하고 있는 것입니다.

여섯 가지 점검이 모두 정상으로 나왔는데도 수치가 여전히 낮다면, 다이, 원료 또는 증기가 진짜 원인입니다. 그리고 어떤 항목을 이미 배제했는지 보여주는 기록이 있으므로, 공급업체가 추측이 아니라 도움을 줄 수 있게 됩니다.

사내 시험이 조용히 무용지물이 되는 여섯 가지 방법

• 단일 측정. 시험 시료 한 개, 결과 한 개, 중복 없음. 공정 변화와 시험 노이즈를 구분할 수 없습니다.
• 회전수 대신 시간. 47rpm으로 회전하는 텀블러에서 10분은 470회전이며, 500회전이 아닙니다.
• 재사용한 체. 늘어난 망은 온전한 펠릿을 미분 트레이로 통과시켜 결과를 부풀립니다.
• 따뜻한 시료. 냉각기에서 바로 시험하면 펠릿이 무르고 낮은 수치가 나오는데, 이는 출하 제품에 대해 아무것도 말해주지 않습니다.
• 기록 없는 시료 채취. 시료가 어디서 왔는지 기록이 없으면 불량 결과를 특정 교대조로 추적할 방법이 없습니다.
• 수분 기록 없음. 시험 시점의 수분 없이 나온 내구성 수치는 지난달 수치와 비교할 수 없습니다.

수치를 구매자가 인정할 기록으로 전환

시험은 문서를 만들어낼 때만 가치가 있습니다. 작업자가 작성해 출하 서류와 함께 보관하는 한 페이지 분량의 배치 기록은 대부분의 품질 논쟁을 시작되기 전에 끝내며, 구매자가 이번 컨테이너가 왜 지난번과 다른 수치를 보이는지 물을 때 보낼 자료도 제공합니다.

9개 항목, 1페이지, 교대조당 2회 시험. 시간당 2톤 라인이라면 숙련된 작업자 1명과 하루 약 40분으로 이 규율을 유지할 수 있습니다. 성과는 벽에 걸린 인증서가 아니라, 서류를 손에 들고 펠릿이 98.3% 및 수분 8.3%로 공장을 떠났으며 그 이후에 일어난 일은 운송 중에 일어난 것이라고 말할 수 있다는 점입니다.

내구성이 이미 목표치 미만이고 시험 측면이 아닌 공정 측면이 필요하다면, 고장 패턴은 다음에서 다룹니다: 목재 펠릿이 부스러지는 이유, 그리고 방정식의 다이 부분은 다음에서 다룹니다: 다이 압축비 과 링 다이 구매 가이드. 좋은 펠릿이 포장까지 살아남는지를 좌우하는 냉각 단계는 다음을 참조하십시오: 펠릿 쿨러 문제. 그리고 새 프레스를 사양에 맞춰 지정하면서 내구성 문제를 계약에 명시하고자 한다면, 다이 및 롤러 사양은 다음과 같은 RFQ에 포함되어야 합니다: 링 다이 및 예비 부품 목록.

마지막으로 분명히 말할 만한 점이 있습니다: 두 번째 프레스를 사기 전에 텀블러를 먼저 구입하십시오. 내구성을 측정할 수 있는 공장은 증거를 바탕으로 구매자와 협상할 수 있습니다. 그럴 수 없는 공장은 구매자의 실험실 보고서를 근거로 협상하게 되며, 그것은 매번 더 약한 입장입니다.