Granulės: kas tai? Apibrėžimas, rūšys ir taikymai

Granulės - tai bendras terminas, vartojamas mažoms dalelėms arba grūdeliams pavadinti. Šis bendrinis terminas vartojamas daugelyje kontekstų.

Kas yra granulės — išsamiau

Granulės dažniausiai reiškia nedidelius, apvalius arba netaisyklingos formos kietus dalelius, kurių dydis paprastai svyruoja nuo kelių mikrometrų iki kelių milimetrų. Jos gali būti gaminamos iš labai įvairių medžiagų: organinių (pvz., mediena, žemės ūkio likučiai, maisto produktai), neorganinių (pvz., mineralai, trąšos), polimerų (plastikų) ar cheminių medžiagų. Granulės būna formuojamos specialiais technologiniais procesais tam, kad pagerėtų jų laikymas, transportavimas, dozavimas ar kitokios funkcijos.

Granulių rūšys

Kuro granulės (pvz., medienos granulės, angl. pellets) — skirtos šildymui ir energijos gamybai.
Gyvulių ėdalo granulės — subalansuoti pašarai, formuoti į granules dėl lengvo dozavimo ir mažesnio dulkingumo.
Trąšų granulės — lėtai tirpstančios arba greitai veikiančios formos mineralinės ar organinės trąšos.
Plastiko granulės (granulatas) — žaliava plastikinių gaminių liejimui ar ekstrudavimui.
Farmacinės granulės — tabletėms ar maišymui naudojami veikliųjų medžiagų granuliuoti produktai.
Maisto granulės — pavyzdžiui, kavos granulės, cukraus grūdai, kruopos ar skonio išsaugojimo granulės.
Cheminių produktų granulės — katalizatoriai, adsorbentai ar reagentai granulėtoje formoje.

Kaip gaminamos granulės

Pagrindiniai granulavimo metodai:

Ekstruzija ir pelletizavimas — medžiaga prastumiama per matrices arba per specialius valcinius presus ir formuojamos cilindrinės granulės.
Granuliavimas ritininiu presu — dulkėtos medžiagos suspaudžiamos tarp ritinių ir lydymosi ar rišiklių pagalba formuojamos grublėtos granulės.
Granuliavimas skystame sluoksnyje (fluidalinis) — drėkinimas ir džiovinimas skystame sluoksnyje suteikia vienodesnę granulę, dažnai naudojama farmacijoje ir trąšose.
Prillingas / lašo formavimas — skystas produktas lašinamas ir sukietinamas (pvz., sieros prillingas, kai lašeliai sukietėja ore arba vandenyje).
Spray-drying (purškimo džiovinimas) — tirpalas purškiamas į karštą orą ir susidaro smulkios granulės ar granuliuotų miltelių dalelės.

Savybės ir kokybės rodikliai

Dydis ir dalelių pasiskirstymas — lemia dozavimą, tirpumą ir srautą.
Drėgmė — svarbu kuro granulėms (mažesnė drėgmė = didesnė kalorinė vertė), taip pat ėdalui ir chemikalams (per didelė drėgmė skatina pelijimą).
Tankis ir apimtinis svoris — lemia transportavimo ir laikymo kaštus.
Kietumas ir trūkinėjimas (friability) — kiek granulės atsparios mechaniniam poveikiui.
Cheminė sudėtis — pavyzdžiui, maistingosios medžiagos pašaruose, azoto, fosforo ir kalio kiekiai trąšose, anglies ir pelno kiekis kuro granulėse.

Paskirtys ir taikymai

Šildymas ir energija: medienos granulės namų katilams, pramoniniams katilams, elektrinėms.
Žemės ūkis: pašarai, trąšos, sėklų danga.
Plastiko pramonė: polimerų granulės – žaliava liejimui, ekstrudavimui, priedams ir perdirbimui.
Farmacija ir kosmetika: granuliuoti vaistai, dantų šveitimo dalelės, priedai masteliui kontroliuoti.
Pramoninės cheminės medžiagos: katalizatorių granulės, adsorbentai, smėliavimo granulės.
Buitinės prekės: skalbimo priemonių granulės, trąšų ir dirvožemio papildų granulės sodininkystėje.

Privalumai ir trūkumai

Privalumai: lengvesnis dozavimas ir transportavimas, mažesnis dulkingumas, vienodesnė sudėtis per vienetą masės, geresnės laikymo ir srautavimo savybės.
Trūkumai: gamybos sąnaudos, rizika susidaryti dulkėms ar smulkioms dalelėms dėl trūkimo, jautrumas drėgmei (kai kurios granulės gali sukietėti ar supelyti), aplinkos rizika (pvz., plastiko granulės — mikroplastikai).

Laikymas ir sauga

Granules reikia laikyti sausoje, vėdinamoje patalpoje, apsaugotoje nuo tiesioginių saulės spindulių ir drėgmės. Organinės granulės (medis, pašarai) gali būti pažeistos graužikų ar vabzdžių — svarbu tinkama pakuotė. Kuro granulės turi būti saugomos taip, kad būtų išvengta saviziluminacijos rizikos, o plastikinių granulių tvarkymas turi būti griežtai kontroliuojamas, kad būtų išvengta išsiliejimo į aplinką (nurdles problematika).

Aplinkos aspektai

Granulių ekologinė žala priklauso nuo žaliavos ir gamybos būdo. Medžio granulės iš sertifikuotos biomasy gali būti laikomos neutralios CO2 atžvilgiu (jei mediena gaunama tvariai), tačiau degimas generuoja dalelių ir NOx emisijas. Plastiko granulės gali virsti mikroplastiku, jei netinkamai tvarkomos. Trąšų granulės gali sukelti nutekėjimą ir eutrofikaciją, jei naudojamos netinkamai. Rekomenduojama rinktis sertifikuotus produktus ir laikytis geros praktikos atliekant jų gamybą, naudojimą ir perdirbimą.

Kokybės kontrolė ir standartai

Skirtingoms granulėms taikomi skirtingi standartai. Pavyzdžiui, medienos kuro granulėms Europoje galioja ENplus ir nacionalūs reikalavimai (klasės A1, A2, B), kurie apibrėžia drėgmę, pelnus, dydį ir kitus parametrus. Farmacijoje granulių gamyba turi atitikti GMP reikalavimus. Plastiko granulėms svarbūs ne tik fiziniai parametrai, bet ir cheminis stabilumas bei perdirbamumo požymiai. Paprastai kokybės kontrolė apima drėgmės matavimus, dydžio analizę, tankio ir kietumo bandymus, cheminę analizę bei saugos patikras.

Santrauka

Granulės yra universali forma, naudojama daugelyje pramonės šakų dėl praktinių savybių: jie palengvina dozavimą, transportavimą ir sandėliavimą. Svarbu pasirinkti tinkamą granulių tipą pagal paskirtį, užtikrinti kokybę ir saugų laikymą, o taip pat atsižvelgti į aplinkosaugos reikalavimus ir standartus. Tinkamai parinkta granulės forma ir gamybos technologija gali žymiai pagerinti produkto veiksmingumą ir saugumą.