Топливные брикеты и пеллеты из опилок своими руками, оборудование для производства и отзывы

Проблемой полной утилизации отходов уже давно занимались в различных сферах деятельности.

Задача использования отходов лесопользования на 100% все еще не реализована.

Топливные пеллеты и брикеты, получаемые из отходов древесины, позволяют достичь этого уже в наше время.

Переработка леса, отходов пиления, обработки не стояла раньше так остро, кроме тех регионов, где делового леса не осталось вообще.

Сегодня внедрение новых технологий глубокой переработки древесных отходов становится все более выгодным.

Топливные брикеты и пеллеты — что это такое?

Древесные брикеты и пеллеты (топливные — общая группа) — это изделия из модифицированной древесины (стандартное обозначение).

В эту группу входят как брикеты и пеллеты, изготовленные непосредственно из отходов пиления древесины, так и те, которые изготовлены из всего остального органического сырья, имеющего способность к горению.

Классификация

Белые. Самые качественные пеллеты. Производятся сугубо из отходов пиления древесины с минимальным содержанием коры. Эти пеллеты имеют:
самую низкую зольность,
самую высокую стоимость на рынке.
Серые. Производятся из сырья с повышенным содержанием коры и включений грунта. Теплотворная способность у них ниже, зольность и вес выше. Применяются в:
небольших котельных.
Индустриальные. Производятся из:
угля,
ТБО,
прочих отходов промышленности.
Агропеллеты. Производятся из шелухи:
соломы,
прочих отходов агрокомплекса.

Пеллеты характеризуются по следующим показателям гранул:

диаметр — от 6 до 25 мм;
длина — от 5 до 50 мм;
плотность — от 1000 до 1400 кг/м3;
влажность — от 8 до 10%;
насыпная масса — 500 — 600 кг/м3;
зольность — максимум 5%;
истираемость.

Основные характеристики и теплотворная способность пеллет в зависимости от их вида приведены в таблице:

Вид пеллет	Теплота сгорания	Влажность	Зольность
«Белые» — пеллеты премиум-класса, из древесины без коры	17,2 Мдж/кг	8%-10%	0.3%
Индустриальные	17 Мдж/кг	8%-10%	0.7%
Агропеллеты	15 Мдж/кг	8%-12%	3%

Топливные брикеты в основном производятся из древесины, но технология производства делится на несколько разных направлений. Рассмотрим их подробнее ниже, поскольку условно принцип изготовления делится на два направления, каждое из которых включает в себя несколько подвидов.

Достоинства и недостатки пеллет

Как любой продукт пеллеты и брикеты имеют свои плюсы и небольшие минусы.

Достоинства

К несомненным достоинствам сразу можно отнести то, что в виде пеллет древесина по сравнению с обычными дровами:

занимает меньший объем;
имеет более низкую влажность, что позволяет выделять большее количество тепла.

Пеллеты имеют высокую насыпную плотность, что позволяет транспортировать их с высокой эффективностью и минимальными трудозатратами.

Стандарт по транспортировке пеллет:

в мешках,
в биг-бэгах,
в вагонах для сыпучих материалов по железнодорожному транспорту.

Рассматривать низкое воздействие на окружающую среду подробно не будем.

Ограничимся информацией о низкой зольности и малым выделением СО2.

В процессе горения пеллеты выделяют столько же углекислого газа, сколько было потреблено растением за время роста.

Недостатки

Недостатки характеризуются лишь:

ошибками в транспортировке;
отсутствием четких поставок пеллет в отдельные районы, где люди имеют в пользовании пеллетные котлы.

Иными словами, нужно иметь стратегический запас пеллет на разные случаи. В случае с транспортировкой — есть вероятность набора пеллетами влажности, но это решается путем дополнительной естественной сушки в месте использования.

Хотя пеллеты транспортируются в закрытой таре с использованием влагонепроницаемых оболочек, возможны ситуации, когда транспортировка осуществляется навалом, без каких либо мер защиты.

Где можно использовать?

Использование топливных пеллет широко регламентировано за рубежом. В России же пеллеты пока нашли широкое применение лишь в западных регионах страны, где переработка древесных отходов — уже отлаженная отрасль.

Любой желающий наряду с твердотопливными, электрическими и газовыми котлами может установить у себя пеллетный котел в качестве альтернативы. Это позволяет быть независимым от цен на газ или электричество. Как ни крути, но в пересчете на дрова или электроэнергию, для отопления пеллеты остаются в выигрыше по всем пунктам.

Помимо частного использования, пеллеты широко используется на производствах как альтернатива закупаемому угольному топливу либо другим его видам. В качестве примера — деревообрабатывающее производство, где используются сушильные камеры и собственная система отопления в осенне-зимний период.

Собственное производство пеллет дает выигрыш по нескольким пунктам:

Полное использование всех древесных отходов, начиная с делянки в лесу.
Сокращает расходы на уборку и утилизацию отходов после рубки леса. Следствие:
меньше себестоимость работ по заготовке древесины.
Полная переработка отходов древесины позволяет отказаться от закупок энергоносителей для обогрева площадей и услуг ТЭЦ и перейти на отопление собственными силами. На практике это дает колоссальную экономию.

Достоинства пеллет перед другими видами твердого топлива

Широкое распространение топливных брикетов, которые также называют евродровами и пеллетами, обусловлено целым перечнем их достоинств:

компактными размерами, что обеспечивает удобство хранения и транспортировки;
выделением небольшого количества дыма и минимальным искрением при горении;
длительным периодом горения (если сравнивать с обыкновенными дровами, прессованное топливо из опилок горит как минимум в два раза дольше);
экологическо й чистотой (спрессованные из отходов материалов природного происхождения, топливные брикеты при горении не выделяют вредных для человека и окружающей среды веществ);
невысокой зольностью (количество золы, образующейся после полного сгорания пеллет, в среднем не превышает 1 % от общей массы использованного топлива).

Главные достоинства топливных брикетов – длительное горение и минимум золы

Производство

Производство пеллет нельзя назвать сложным процессом, но оборудование для него требуется качественное.
Если при производстве арболита важным элементом производства был щепорез, то в случае производства древесных гранул он является лишь одним из ряда необходимых, но не самым дорогостоящим.

Сердце производства — пресс-гранулятор.

Именно он и выдает конечный продукт — прессованные древесные гранулы.

Часто можно упрощать производство путем подмены технологических циклов. Однако при производстве пеллет упрощение допустимо только в конструкции пресса, что напрямую связано с производительностью установки.

Гранулятор, который используется при производстве комбикорма из мясокостной муки и гранулятор, который используется в производства пеллет внешне очень похожи.

Несмотря на сходство, комбикормовый гранулятор не сможет производить пеллеты с нормальной для топливных гранул плотностью из-за:

особенностей применяемых материалов;
рассчитанных нагрузок.

Почему так происходит — подробно рассмотрим далее.

Технология

Технология производства пеллет, как и большинство видов брикетов, основана на лигнине.

Это вещество выделяется при непосредственном производстве пеллет (брикетов).

Для того, чтобы пеллеты получились в соответствии с требуемыми параметрами следует соблюсти несколько правил, благодаря которым и получается нужный продукт.

Не всегда на входе мы имеем либо чисто опилочную массу, либо обрезь с пилорам.

В качестве сырья могут быть и ветки с делянок в лесу. Но такое рентабельно, когда само производство находится неподалеку. Сырьем могут служить:

опилки,
стружка из цеха.

Суть технологии заключается в придаче сырью, вне зависимости от первоначального вида, требуемых размеров и влажности непосредственно перед прессованием.

Этапы

Рубка щепы

Самый первый этап, когда древесные отходя рубятся в щепу для последующей сушки.

Нюансы заключаются в габаритах сырья.

Если производство пеллет мощное, с ощутимыми соотношениями по массе производимой продукции в час, то и оборудование сможет без труда перемолоть в щепу без предварительной обработки:

пни,
стволы поваленных деревьев,
прочие отходы.

Обыкновенная рубильная машина типа РМ-200 может перерабатывать лишь ветки и сучья, не превышающие по размерам горловину загрузочного отверстия.

Шнековые и роторные рубильные машины для древесных отходов больших размеров относятся к более высокому классу оборудования, они позволяют перерабатывать несколько тонн древесины в час.

Сушка

Сушка щепы необходима по двум причинам, а соблюдение этих норм важно для правильного прохождения технологического процесса. Первоначальная сушка достигается путем лежки щепы в кучах, без принудительного просушивания на линиях сушки, хотя возможен и такой первоначальный вариант.

Первоначальная рубка в щепу не всегда дает тот результат, который ожидается от рубильной машины. Перед отправкой получившейся щепы на доизмельчение ее необходимо просушить, так как принцип действия измельчителя основан на физических свойствах именно сухой щепы, а не сырой.

Второй важный момент заключается в том, что для выделения лигнина, содержащегося в клетках древесины и для склеивания частиц в прессе необходима определенная влажность, и влажность эта тоже регламентирована с точки зрения качества получаемого продукта.

Доизмельчение

Доводка размеров щепы до размеров, допустимых к переработке в грануляторе — следующий этап после сушки.

Доизмельчение щепы производится в молотковых мельницах.

В результате размер сырья приводится к величинам не более 4-х мм в любом из измерений.

Этот типоразмер сырья можно также получить, если имеется стружечная машина.

Сырьё в неё поступает в виде:

щепы,
кореньев,
пней,
сучьев,
обрези с пилорам.

Именно из-за размеров матрицы гранулятора и требуется соблюдение размеров фракции сырья.

Увлажнение

Качество получаемой на выходе из гранулятора продукции регулируется влажностью сырья. Средняя влажность поступающих в пресс-гранулятор опилок или измельченной щепы должна колебаться от 7 до 10%, так как именно это самое оптимальное соотношение влажности сырья к его объему.

Влажность, как было сказано выше, лучше довести от минимального значения к оптимальному, нежели устраивать линии сушки сырья с отбором проб и замерами влажности.

В увлажнителях барабанного типа сырье, проходящее через бункер-барабан обрабатывается горячим паром, который проникает в массу сырья и конденсируется на поверхности опилок. Это оптимальный вариант увлажнения.

Соотношение молекул воды в паре в перерасчете на обьем позволяет узко регулировать общий объем воды на всю проходящую массу сырья.

Производство

Пресс-гранулятор для производства пеллет имеет в своем устройстве так называемую матрицу.

Она может представлять собой:

плоскую металлическую поверхность,
круглую (цилиндрическую).

Изначально прессы с плоской матрицей создавались для использования там, не требуется создания высокого давления на точках контакта:

в грануляторах комбикормов,
для химической промышленности.

Прессы же с круглой матрицей с самого начала создавались для производства пеллет. После начала использования катков и плоских матриц, изготовленных из высоколегированных металлов и сплавов, стало возможным использование и моделей грануляторов с плоскими матрицами в производстве пеллет.

Матрица по своему устройству представляет собой металлическую деталь толщиной от 3 см, с отверстиями от 6—10 мм, в зависимости от производительности.

Катки в зоне контакта с матрицей создают смятие сырья вследствие давления и продавливают массу сквозь отверстия в матрице, на выходе из которой ножи обрезают выходящие цилиндрические гранулы.

Рабочая температура в зоне контакта может достигать высоких температур, но оптимальным считается температура 100-120 градусов по Цельсию.

Именно при этой температуре при смятии волокон и клеток древесины выделяющийся лигнин при воздействии влаги, находящейся в сырье, склеивает древесную массу. Уплотнение древесины при этом в сравнении со входящим сырьем достигает трехкратного размера.

Категорически не рекомендуется превышать установленные пороги температурных пределов и влажности. При чрезмерно высокой температуре и нормальной влажности не происходит качественное склеивание древесного сырья, а при увеличенной влажности пар внутри пеллет, разрывает сами гранулы.

Указанные причины могут свести на нет весь процесс гранулирования с большим процентом брака.

Поэтому во многих моделях грануляторов встроен и охладитель пеллет. При соблюдении всех требований по температурным и прочим режимам на выходе получаются гранулы очень высокого качества. Примеры оборудования мы рассмотрим ниже.

Оборудование

Оборудование для изготовления древесных гранул производится многими предприятиями. Рассмотрим кратко основные модели станков для производства пеллет из опилок.

Отечественные производители

Гранульный пресс MZLP-200, Москва.
мощность двигателя 5,5 кВт/ч,
диаметр гранул 6 мм,
цена 150 тыс. руб.
Щепорез МР-5, Ижевск.
мощность двигателя 40 кВт/час,
стоимость от 190 тыс. руб.
Измельчитель молотковый МИ-3, Ижевск.
мощность двигателя 40 кВт/час.
затраты от 360 тыс. руб.
Аэродинамическая сушка, ООО «Купец» г. Пермь.
производительность до 400 кг/час,
цена 15,6 тыс. USD.

Зарубежные производители

Сушильный барабан для пеллетного сырья, Германия-Китай, поставщик «АзияТехноИмпорт», г.Новосибирск.
габариты 1,5 х 12 м.
Пресс-гранулятор СРМ (California Pellet Mill), США/Нидерланды.
мощность двигателя от 90 до 500 кВт/час,
диаметр гранул в зависимости от модели,
цена от 160 тыс. евро.
Гранулятор пеллет серии SKJ2, Германия-Китай.
производительность до 50 кг/час,
стоимость 80 тыс. руб.
Охлаждающий бункер для пеллет SKLN, Германия-Китай.
производительность до 1500 кг/час.

Процесс изготовления пеллет на производстве представлен в видео:

Топливные брикеты

Различают два основных вида топливных брикетов, имеющих различия как в способе изготовления, так и в характеристиках продукта. Из этих двух видов народными умельцами были взяты некоторые из принципов и внедрены в бытовое производство. У кого-то более удачно, у кого-то нет.

Брикеты, как более тяжелая разновидность пеллет, нашли широкое применение при использовании в быту.

RUF брикеты

Первый вид брикетов производится по оригинальной методике фирмы RUF (РУФ), для которой характерно изготовление на гидравлическом прессе брикетов прямоугольной формы.

Их изготавливают из опилок или подобного сырья при давлении 200-300 атмосфер.

Брикеты имеют вид кирпичиков светлого цвета, с отчетливо просматривающейся структурой из опилок.

Станки по методологии фирмы RUF имеют более продолжительный срок службы без вмешательства по сервисному обслуживанию, нежели станки PINI KAY, и вызвано это повышенным износом шнека в зоне контакта с выходным отверстием.

PINI KAY брикеты

Второй вид брикетов, по технологии PINI KAY (Пини Кей), изготавливается с помощью шнековых прессов (как в мясорубке).

Характеризуются присутствием высокого давления в зоне формирования брикета с последующей тепловой обработкой.

Эти брикеты имеют вид шести- восьмигранных цилиндров, с отверстием внутри.

Снаружи они имеют темно-коричневый цвет, вследствие термической обработки, что повышает их прочность и значительно увеличивает время горения.

По сравнению с брикетами RUF брикеты PINI KAY имеют:

более продолжительное время горения,
большую теплотворную способность.

Это компенсирует баланс сил на рынке сбыта.

Существует и третий вид оборудования для производства брикетов. Он представляет собой соединение части технологий от первого и второго производителя. Метод производства у этого оборудования ударно-гидравлический.

Необходимое ударное давление создается:

гидравлическим прессом,
прессом однокривошипной конструкции.

Электродвигатель вращает маховик, который через передаточный механизм многократно увеличивает момент силы и передает ее на поршень, который и спрессовывает в зоне контакта древесное сырье.

В основном брикеты используются как альтернатива обыкновенным дровам, как топливо для твердотопливных котлов. Если пеллеты возможно автоматизированно дозировать с помощью дополнительных приспособлений, то брикеты в большинстве случаев закладываются вручную.

Изготовление брикетов в домашних условиях

При надлежащем изучении сути технологии вполне возможно изготавливать топливные брикеты своими руками. Разница в качестве будет заключаться лишь в том, получится ли достигнуть необходимое давление в прессформе или нет. Рассмотрим несколько вариантов изготовления брикетов.

Метод №1: Народный

Из металла толщиной 4 мм нужно сварить формы, объединенные в одну.

В нее комплементарно, в каждую из квадратных ячеек, будет входить крышка и иметь свободный ход практически до середины глубины формы.

Далее потребуется сварить некое подобие рамы, в основании которой будет располагаться основание, на которое будет ложиться пресс-форма.

После укладки опилочной массы, обильно смоченной водой, сверху укладывается крышка и с помощью обыкновенного гидравлического домкрата производится уплотнение опилок в формах.

Метод №2: Кулибинский

Суть метода заключается в поиске однокривошипного пресса, его доводке до нужного состояния с целью увеличения хода поршня с исходных 5 см до 20 см. Делается это путем добавления в конструкцию кривошипного механизма эксцентрика и изменении станины пресса с целью установки приемной гильзы для опилок. Метод подходит для небольших пилорам. Вариантов такой доработки масса:

увеличение диаметра гильзы и поршня,
уменьшения диаметра гильзы и поршня,
увеличение производительности пресса на единицу времени и т.п.

Метод №3: Частно-предпринимательский

Сводится к тому, чтобы при сборе инициативной группы собрать необходимые компоненты и изготовить по чертежам простейший пресс.

Он может быть:

гидравлическим,
ударного типа,
шнековым.

В зависимости от выбранного типа нужно будет приобрести необходимые ключевые узлы.

Для шнекового пресса это будет матрица со шнеком.
Для гидравлического понадобится гидравлический пресс.
Для ударного — можно просто неисправный пресс, а можно собирать его из того, что можно конструктивно подогнать в конструкцию. Для ударного пресса характерны:
мощный маховик,
относительно небольшая мощность двигателя.

Далее в дело вступает техническая грамотность и осознание того, что именно в решении технических вопросов будет заключаться успех затеи.

Баланс стоимости готового оборудования прямо пропорционален затраченному на это оборудованию времени во время проектирования и изготовления. Можно просто найти чертежи и изготовить по ним.

Подводя предварительные итоги: если имеется постоянно пополняемая сырьевая база, возможный рынок сбыта, то почему бы и нет?

Шестигранные (экструдированные)

Продукция, имеющая радиальное отверстие и шесть граней отличается прекрасными характеристиками.
Технология их производства предполагает высокое давление до 1100 бар в условиях нагрева до 250-350 С. Данный процесс проходит на механических прессах шнекового типа. В результате изделия имеют характерный темно-коричневый или черный цвет.

Экструдированное топливо устойчиво к влажности и механической нагрузке. Благодаря высокой плотности процесс тепловыделения длительный и характеризуется высокой калорийностью. Единственным недостатком является высокая стоимость производства и трудоемкость процесса.

Что лучше — дрова или топливные брикеты?

Суть в том, что на этот вопрос нельзя ответить однозначно.

Топливные брикеты будут в выигрыше с точки зрения:

складских характеристик,
теплотворной способности,
времени затраченного на непосредственное применение по назначению покупателем.

С точки зрения качества все упирается именно в качество производства.

Как показывает практика, недобросовестные производители на рынке долго не задерживаются. Поэтому если объявление о продаже брикетов наблюдается год с лишним, скорее всего, качество присутствует. Другой вопрос о том, выгодно ли их производить в лесных районах? Выгодно, если реализовывать не там, где ведется производство. Только гений маркетинга сможет продавать людям то, аналог чего они могут получить бесплатно.

Производство древесного угля — перспективный способ заработка! Переработка мусора как вид бизнеса — как совместить прибыль с вкладом в экологию, читайте здесь. Все ответы по утилизации автомобильных шин: https://rcycle.net/tehnika/komponenty/organizaciya-biznesa-na-pererabotke-shin

Отзывы

Отзывы о топливных брикетах как правило положительные, если нет возможности подключения газа или бесплатного источника тепла. Вот несколько отзывов:

Мы уже года три топим евродровами, в том числе и торфяными брикетами. Очень довольны! Это удобно и выгодно. От газа давно отказались — цены все повышаются и повышаются.
Недавно купил себе на пробу кирпичики типа РУФ — ерунда! Котел не выходит на максимальную мощность очень долго, горят-тлеют, температура не высока. Правда потом разгораются, но долго очень. Перед ними топил Piniками — в разы лучше горят, температура как в ядерном реакторе повышается очень быстро. Но стоят неприлично дороже. Может мне РУФ плохие попались — влажные!! Котел ДАКОН 16 — но все же РУФы горят намного лучше дров березовых — это факт!
Брикеты РУФ хуже разгораются при начале работы котла из-за меньшего отношения поверхности к массе. У РУФ-а (из тех, что обычно продаются в магазинах — вообще фирма RUF делает брикетеры и под другие размеры брикетов) размеры брикетов — 150х60Х100 мм (размер стороны 100 мм может быть иногда меньше). Пиникеевские брикеты обычно имеют размер 50х50Х300 мм (300 мм — длина может иногда быть от 200 до 400 мм), и самое главное брикет Пиникей имеет отверстие около 15 мм. За счет этого Пиникеевский брикет при холодной топке разгорается быстрее, но при подкидывании брикетов разницы большой нет. Зато за счет отсутствия отверстия РУФов и их более «плотной» формы можно в топку натолкать больше по массе.

Этапы создания предприятия

Как и в любой другой сфере деятельности, предприниматель, прежде всего, должен оформить бизнес, найти подходящее помещение и нанять сотрудников.

Регистрация бизнеса

Если вы планируете выпускать сравнительно небольшие объемы продукции, то можно ограничиться созданием ИП и работой по упрощенной системе налогообложения. Для этого достаточно обратиться в местную налоговую инспекцию с паспортом и ИНН. Производство брикетов не требует лицензирования или получения сертификатов.

Требования к помещению

Помещение должно отвечать следующим требованиям:

площадь – не менее 500 кв.м.;
наличие электро- и водоснабжения, канализации и отопления (для работы в зимнее время);
расположение в промышленной зоне или подальше от жилых кварталов.

Вряд ли начинающий бизнесмен сможет построить или приобрести цех, так что на первых порах помещение придется брать в аренду.

Набираем штат сотрудников

Персонал, как правило, включает в себя генерального директора, бухгалтера, менеджера по продажам, операторов, рабочих и водителя. Управленческие и административные должности поначалу может выполнять сам предприниматель единолично. Количество рабочих зависит от выбранного способа производства и типа оборудования (к примеру, для обслуживания линии производства требуется до 9 человек).

Готовые брикеты

Себестоимость и рынок сбыта

По себестоимости производства расходы будут складываться исходя из стоимости электроэнергии. В этом плане наиболее выгодны прессы ударного типа. С опилками на пилораме расстанутся с большим удовольствием, еще и денег могут заплатить, но ровно до тех пор, пока не поймут, что их отходы — это ваши доходы. В таком случае опилки вам будут уже продавать, но с чисто символической оплатой.

Упаковывать брикеты лучше в паронепроницаемую упаковку. Мешки со слоем полиэтилена внутри прекрасно подойдут для этих целей. Все остальное рассчитывается по месту и по факторам.

Рынок сбыта в случае с топливными брикетами вырисовывается в виде:

владельцев загородных домов;
туристических баз с уклоном в экологичность и минимальность вредного воздействия на природу из районов, где нет лесов и высока стоимость дров;
собственников любых объектов, не имеющих возможности подключения газа.

Цилиндрические

Производятся на ударно-механических и гидравлических прессах. Усилие в 400-600 бар хорошо сжимают и уплотняют подготовленную массу.
Брикеты могут быть как с отверстием, так и без него. Среди преимуществ можно выделить низкую себестоимость производства, а также простую организацию. Основным недостатком считается низкая устойчивость к влаге.
Возьмите на заметку: необходима упаковка, препятствующая накоплению влаги в процессе хранения или транспортировки брикетов.
Также изделия обладают низкой механической устойчивостью (особенно брикеты с отверстиями). Транспортировка на длительные расстояния может существенно сказаться на внешнем виде.