Брикеты из опилок в домашних условиях являются дешевым и эффективным видом топлива, сходным по характеристикам с каменным углем. Использовать его можно для растопки печей, каминов, котлов и мангалов. Такое топливо не содержит никаких примесей, поэтому считается экологичной продукцией. При этом выбросы в окружающую среду минимальны, несмотря на то, что в течение 4 часов при сгорании брикетов держится предельно высокая температура.

В качестве сырья для производства брикетов из опилок, преимущественно используется древесина лиственных и хвойных пород. Спрос на натуральное топливо стабильно велик, поэтому идея по изготовлению брикетов своими руками в домашних условиях является потенциально перспективной.

Оборудование для производства топливных брикетов

Из крупного оборудования в «топливном» деле не обойтись без:

• измельчитель сырья;
• сушильной камеры;
• специального пресса.

Отметим, что прессы для производства топливных брикетов существуют 4-х видов:

1. Гидравлический.
2. Шнековый экструдер.
3. Ударно-механический.

Различают их стоимость и принцип работы, объединяют – требования к сырью (влажность 4-10%) и равномерное измельчение (фракции меньше 25х25х2 мм).

Каждый пресс обладает своим преимуществом и недостатками для домашнего бизнеса:

Гидравлический пресс для производства брикетов в домашних условиях представляет собой установку, состоящую из двух частей: 1 пресс-форма; 2 гидроцилиндр.

Принцип действия похож на работу домкрата. В пресс-форму насыпается сырье из опилок, а гидроцилиндр давит поршнем на опилки в пресс-форме. Таким образом, формируется плотный брикет.

Плюсы гидравлического пресса:

• самая доступная цена;
• простое и надежное устройство, которое практически не имеет узлов повышенного износа.

Минусы:

• низкая производительность.
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества.

Например в качестве связующего вещества для топливных брикетов, можно добавить крахмал: 2%-3% от общей массы. Для действия связующего, естественно, нужно увлажнить смесь до 40%.)

Шнековый пресс-экструдер для домашнего производства по принципу действия похож на мясорубку. Этот тип прессов детально описан в статье о производстве топливных пеллет . По шнеку подается сырье, которое на выходе через фильеру сжимается и под высоким давлением уплотняется. Весь процесс происходит под горячим прессованием. Фильера должна быть заранее прогрета, иначе устройство заклинит. Под высокой температурой и давлением из древесных опилок выделяется гидролизный лигнин. Это горючее вещество, которое еще играет роль связующего в процессе формирования брикетов.

Плюсы шнекового экструдера:

• самая высокая производительность (вес процесс выполняется непрерывно экструзивно);
• в процессе прессования выделяется лигин, который положительно влияет на формировку и качество брекетов.

Минусы:

• пресс требует длительную подготовку к работе (требуется прогреть фильеру и первые брикеты выбраковываются);
• быстро изнашиваются узлы повышенного трения – шнек и фильера;
• из-за высоких рабочих температур (выше 120Co) требуемых для нормального прессования сырья происходят необратимые процессы, при которых снижается качество продукта (калорийность брикетов – ниже).

Пресс ударно механический для производства топливного брикета по принципу действия похож на перфоратор. Кривошипно-шатунный механизмы (коленвал, шатун и поршень) передает с заданной частотой (около 20 раз за секунду) толчки поршню. С помощью ударов поршня продавливаются через фильеру предварительно загруженные в камеру опилки.

Плюсы:

• брикеты можно делать не только из опилок, но и из других материалов: шлифовальной и угольной пыли, торфа, соломы, отходов МФД;
• позволяет производить брикеты различного назначения – для частного рынка и для промышленных нужд;
• простота механизма и способность работать длительное время без участия человека – главные преимущества ударно-механического пресса;
• у агрегата хорошая производительность;
• значение коэффициента использования оборудования составляет 0,9.

• самая высокая цена;
• быстрый износ узлов трения кривошипа (на них действует сразу 2 силы: ударная сила и трение).

Пресс-гранулятор – это тот же самый гранулятор комбикорма , в который засыпают вместо зерна опилки.

Плюсы: хорошие соотношение цена/производительность.

Минусы:

• можно производить только брикеты мелкой фракции;
• требуется более мелкое измельчение сырья;
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества для плотного брикетирования (крахмал 2%-3%).

В комплектации линии вместе с прессом часто находятся разнообразные приспособления, позволяющие усовершенствовать конечную продукцию:

• миксеры для смешивания примесей (к примеру, лигнина);
• насадки для нарезки определенных форм брикетов;
• увлажнители для пересушенного сырья.

Некоторое оборудование и даже некоторые пресса можно изготовить своими руками.

Технология производства топливных брикетов из опилок

Производить из опилок топливные брикеты достаточно просто. Технология следующая:

1. Сырье, представляющее собой размельченный материал из опилок, шелухи семян, щепок, измельченного сена и соломы, угольной пыли. Фракция материала не должна превышать 25х25х2 мм.
2. Измельченное сырье сушится в сушильной камере до 10% влажности.
3. В зависимости от оборудования и типа производства сырье смешивается с связующим веществом крахмалом (2%-3% от общей массы), увлажняется до 40% и перемешивается.
4. Пресс формирует брикеты заданной формы фильерой (сквозной пресс-формой). Чем больше сжатие пресса, тем лучше качество брикетов. Например, брикет с полностью 650-750 кг/м3 имеет калорийность 12-14 МДж/кг, при плотности 1200-1300 кг/м3 - 25-31 МДж/кг. При прессовании создается давление, в котором повышается температура и сырье досушивается до 4%. Важно, чтобы температура прессования не превышала +120Co.
5. Заготовка чаще всего обламывается под собственным весом на приблизительно равные части.
6. Упаковка в термоусадочную пленку – обаятельна, чтобы брикеты сохранили сухость на уровне 4% влажности.

Цикл производства брикетов с помощью производственной линии полностью замкнутый. Если вы планируете изготавливать брикеты своими руками, то действовать необходимо по аналогии, используя подходящие инструменты и приспособления.

Рентабельность проекта оценивается высоко. При ежемесячной производительности уровнем выше среднего (около 10 тонн готовой продукции) с учетом расходов на сбыт продукции, чистая прибыль достигает до 350$. Таким образом, вложенные в бизнес средства отобьются уже до полугода.

При должном усердии и верно выбранной стратегии можно ожидать высокой доходности мини-предприятия по производству брикетов из опилок.

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 становится все более выгодным.

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

1. Белые. Самые качественные пеллеты. Производятся сугубо из отходов пиления древесины с минимальным содержанием коры. Эти пеллеты имеют:
   • самую высокую теплотворную способность,
   • самую низкую зольность,
   • самую высокую стоимость на рынке.
2. Серые. Производятся из сырья с повышенным содержанием коры и включений грунта. Теплотворная способность у них ниже, зольность и вес выше. Применяются в:
   • частном использовании в пеллетных котлах,
   • небольших котельных.
3. Индустриальные. Производятся из:
   • торфа,
   • угля,
   • прочих отходов промышленности.
4. Агропеллеты. Производятся из шелухи:
   • семечек,
   • 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:

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:

1. Полное использование всех древесных отходов, начиная с делянки в лесу.
2. Сокращает расходы на уборку и утилизацию отходов после рубки леса. Следствие:
   • минимум рабочих,
   • меньше себестоимость работ по заготовке древесины.
3. 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.

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:

• 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

1. Гранульный пресс MZLP-200 , Москва.
   • производительность до 100 кг в час,
   • мощность двигателя 5,5 кВт/ч,
   • диаметр гранул 6 мм,
   • цена 150 тыс. руб.
2. Щепорез МР-5 , Ижевск.
   • производительность 5 м3/час,
   • мощность двигателя 40 кВт/час,
   • стоимость от 190 тыс. руб.
3. Измельчитель молотковый МИ-3 , Ижевск.
   • производительность 1 тонна в час,
   • мощность двигателя 40 кВт/час.
   • затраты от 360 тыс. руб.
4. Аэродинамическая сушка , ООО «Купец» г. Пермь.
   • общая мощность 7 кВт/час,
   • производительность до 400 кг/час,
   • цена 15,6 тыс. USD.

Зарубежные производители

1. Сушильный барабан для пеллетного сырья , Германия-Китай, поставщик «АзияТехноИмпорт», г.Новосибирск.
   • общая мощность 15 кВт/час.
   • габариты 1,5 х 12 м.
2. Пресс-гранулятор СРМ (California Pellet Mill) , США/Нидерланды.
   • производительность до 5000 кг в час,
   • мощность двигателя от 90 до 500 кВт/час,
   • диаметр гранул в зависимости от модели,
   • цена от 160 тыс. евро.
3. Гранулятор пеллет серии SKJ2 , Германия-Китай.
   • мощность двигателя 3 кВт,
   • производительность до 50 кг/час,
   • стоимость 80 тыс. руб.
4. Охлаждающий бункер для пеллет SKLN , Германия-Китай.
   • мощность двигателя 60 кВт/час,
   • 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.

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 .

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

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?

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 топливных брикетов в России является экспортно-ориентированным, так как спрос на данный вид биотоплива на внутреннем рынке только в стадии формирования. Такую ситуацию можно объяснить достаточно низкими ценами на традиционные энергоносители – газ и уголь, которые субсидируются государством, а также недостаточной популяризацией этого вида топливного сырья среди населения.

Рынок твердого топлива в России

Около 30% от всего объема производимых топливных брикетов и пеллет покупается российскими потребителями. Поэтому у производства данного вида топлива есть перспективы для развития. Производители, заинтересованные в формировании спроса на топливные брикеты внутри страны, поставляют не только непосредственную продукцию на внутренний рынок, но и котельное оборудование.

Начиная с 2009 года внутренний объем потребления брикетов и пеллет вырос на 15%, по сравнению с предыдущими годами. Эта тенденция продолжает расти, то есть отопление с помощью брикетов становится не менее выгодным, чем отопление с помощью угля или мазута.

Основными потребителями брикетов являются предприятия по переработке древесины, ЦБК и другие деревоперерабатывающие производства, которые сами производят биотопливо, и могут использовать часть его для собственных котельных.

Также некоторую долю продукции используют для частных домов, коттеджей в загородных поселках, а также для некоторых коммунальных служб в северных лесных регионах страны. Для данного вида топлива эти регионы наиболее перспективны, из-за развитой лесоперерабатывающей промышленности, имеющей большой спрос на переработку отходов от своего производства.

Сегодня реализуется довольно большое число проектов по строительству и запуску в эксплуатацию котельных, работающих на твердом биотопливе – брикетах. Этому способствует и рост тарифов на традиционные топливные ресурсы и на электроэнергию. Твердое биотопливо является альтернативой другим видам топливной энергетики, так как природные запасы газа и нефти ежегодно истощаются.

При сжигании мазута и газа происходит не только безвозвратное уничтожение природных ресурсов, но и загрязнение атмосферы продуктами сгорания. Древесные отходы являются сырьем возобновляемым. В недалеком будущем будут выращиваться энергетические леса, древесина которых оптимально подходит для производства высококачественного твердого биотоплива. Есть и другие причины для развития этого вида теплоэнергетики:

• доступность сырья;
• большая теплоотдача от сгорания;
• удобный способ хранения и транспортировки;
• несложное производство.

Виды топливных брикетов

Топливные брикеты представляют собой продукцию интенсивной переработки отходов деревообрабатывающих, сельскохозяйственных и горнодобывающих производств. Это могут быть опилки, остатки от сельхозрастений, стружка, угольная пыль и многие другие отходы данных производств.

При высокой температуре и давлении в ходе технологического процесса происходят химические и физические реакции и склеивание частиц содержимого брикетов. Это способствует формированию изделия. Оно становится плотным и высокоэнергетичным.

Полученные за счет современной технологии переработки, качественные брикеты, превосходят по топливным характеристикам дрова из хвойных и лиственных пород. Брикеты различаются по сырью, из которого они производятся:

• древесные брикеты, их сырьем являются отходы от переработки древесины – горбыль, стружки, опилки, кора хвойных деревьев и др. Низкая зольность, отсутствие сажи – положительные стороны древесных брикетов. Но стоимость их намного выше по сравнению с обычными дровами.
• евродрова, или брикеты из отходов подсолнечника, кукурузы и соломы. Они обладают немного меньшей теплоотдачей, чем древесные топливные брикеты, но стоят меньше. Так как ареал выращивания подсолнечника в России ограничен южными регионами, то и количество сырья для их производства тоже ограничено.
• угольные брикеты являются лидерами по теплоотдаче среди разновидностей брикетной продукции.

По форме топливные брикеты производятся в виде кирпичиков, таблеток, цилиндриков, четырехгранников и шестигранников:

• NESTRO – брикеты в виде цилиндров. В их производстве используется ударный пресс;
• Pini&Kay – многогранники с отверстиями, темного цвета, с отверстиями в центре;
• Брикеты ruf – в виде прямоугольников. Производятся с применением гидропресса.

На эффективность горения и теплоотдачу форма изделий никакого влияния не оказывает. Разнообразие форм изделий объясняется отличиями в технологии производства, а точнее в способе их прессования.

Отличительные особенности того или иного вида брикетов объясняются и составом сырья, из которого они получаются. Так, например, древесные отходы – наиболее оптимальный материал для производства брикетов. Евродрова, немного уступают по своим характеристикам древесным изделиям.

Оборудование для производства топливных брикетов

На современном рынке топливного оборудования производители предлагают автоматические линии по производству топливных брикетов. Цены на эти линии вполне демократичные и окупаются они через 1-2 года. Линия брикетирования представляет собой мини-завод, в которую входят:

• бункер для подачи сырья со шнековым механизмом и фильтром;
• аэродинамический сушильный аппарат;
• вентилятор;
• пресс-экструдер;
• циклон-разгрузитель.

Такой мини-комплекс может разместиться на небольшой производственной площади. Его удобно монтировать на заводах по деревообработке, где постоянно имеются древесные отходы. Обслуживается такая технологическая линия всего двумя аппаратчиками.

Наиболее популярными линиями по производству топливных брикетов являются:

• линия, в основе которой гидравлическое изготовление;
• линия, с технологией ударного прессования с применением экструдеров;
• линия, с технологией шнекового прессования и термообработки.

Основными достоинствами линии по производству топливных брикетов являются:

• доступная стоимость;
• есть возможность использовать в качестве сырья отходы от основного производства;
• удобная и простая эксплуатация;
• есть мобильные версии технологических комплексов.

Видеообзор линии по производству топливных брикетов

Экструдер по производству топливных брикетов

Брикетировочный станок, или пресс-экструдер, необходим для нагрева прессуемого материала, создания определенного конгломерата за счет прессования и связующего вещества лигнина, который образуется в процессе нагревания. За счет этого топливный брикет имеет защитную оболочку, внутри брикета нет никаких химически вредных веществ, кроме переработанного сырья. Этот пресс позволяет производить евродрова цилиндрической формы, с отверстием в центре, или без него.

Пресс для изготовления топливных брикетов своими руками

Для изготовления евродров в домашних условиях не обязательно использовать заводские линии по переработке древесных отходов. Простой механический пресс можно изготовить из пластиковой или металлической емкости, в которой выполнены отверстия для выхода сырьевой массы.

На загруженное в емкость сырье сверху плотно вставляется поршень и на него с усилием надавливают своим весом. Если для продавливания не хватает физических сил, то к поршню можно изготовить рычаг, с помощью которого можно надавливать на смесь в емкости. Под давлением она будет выходить в отверстия емкости.

Технология изготовления топливных брикетов

Производство евродров — брикетирование начинается с подготовки сушильного аппарата, включения вентилятора и установления необходимой температуры внутри него. Затем загружается бункер со шнековым питателем, который подает материал в сушильную камеру. Потоком воздуха влага выносится наружу. Кроме паров в атмосферу ничего не выбрасывается, поэтому брикетирование считается экологически безопасным производством.

Технология изготовления евродров состоит из основных этапов:

Брикеты-евродрова получают на ударно-механическом прессе, или экструдере. Они могут быть в виде цилиндров с отверстием, многогранников, и в виде таблеток. Весь процесс напоминает работу механической мясорубки:

• дробленое сырье поступает в бункер;
• шнек захватывает его и перемещает к отверстию в установке;
• перед отверстием сырье сжимается под давлением и продавливается наружу.

Готовая продукция выходит из экструдера в виде колбаски, где нарезается вращающимися ножами на отдельные фрагменты. После брикет может пройти термическую обработку, что делает его конгломератом. Такие брикеты не крошатся и хорошо транспортируются.

Можно ли в домашних условиях изготовить брикеты из древесных отходов и мусора? Оказывается можно. Для этого необходимо собрать самый простой пресс. Это может быть самодельный агрегат с ручным приводом, изготовление которого доступно даже не подготовленного в техническом отношении человека. Технология изготовления брикетов идет в несколько этапов:

Сырье для производства топливных брикетов

Сырьем для брикетов являются отходы от растениеводства, деревообработки, мебельного производства и других отраслей, где используется древесина и отходы от растений. Подсчитано, что на один кубометр готового продукта расходуется до 4 кубометров отходов. А чтобы произвести одну тонну брикетов необходимо переработать полторы тонны соломы злаков, полторы тонны отходов от очистки риса и две тонны отходов от переработки пшеницы и кукурузы.

Поставщиками сырья могут быть агрокомплексы, лесопилки, деревообрабатывающие комбинаты. Стоимость сырья зависит от его вида, качества и региона. Сегодня, когда от производителей требуют обеспечение экологической безопасности производства, отходы от него просто отдают, чтобы избежать штрафных санкций от контролирующих органов.

Для хранения больших объемов сырья, производителю топливных брикетов стоит иметь соответствующие хранилища, с обеспечением пожаробезопасности.

Каналы сбыта продукции

Сегодня производство топливных брикетов как бизнес приносит хорошую прибыль. Но так как продукция имеет сезонную востребованность, то обеспечить большой спрос в осенний и зимний период можно только имея запасы продукции при непрерывном производстве. Основными покупателями биотоплива являются частные лица. Среди охотно покупающих потребителей есть и более крупные, такие как ТЭЦ, тепличные хозяйства, мелкие заводы и другие предприятия.

Пока внутренний рынок еще мало ориентирован на данный вид топлива, поэтому можно искать оптовых покупателей в странах Европы, где он уже считается традиционным.

Как организовать завод по производству топливных брикетов

Составление бизнес-плана

Идея бизнес-проекта состоит в том, что эта деятельность не только помогает решать острую проблему утилизации отходов, но и поставляет населению биотопливо, с высокими качественными характеристиками. Для автора проекта он может стать источником постоянной прибыли.

В организации бизнеса существует определенный алгоритм. Имея идею проекта, нужно составить бизнес-план , найти стартовый капитал, источники сырья, поставщиков, провести закупку оборудования. Далее:

• зарегистрировать предприятие, выбрать форму собственности;
• выбрать систему налогообложения.

Помещение

Для организации производства брикетов необходимо помещение, которое соответствовало бы таким критериям:

• площадь – не менее 150 м2;
• наличие коммуникаций: водопровода, канализации, вентиляции и др;
• электроснабжение на 380 В;
• соответствие требованиям СанПину и пожарной безопасности.

Персонал

Для нормального производственного процесса необходимо как минимум четыре человека для обслуживания оборудования. Рабочие должны пройти курс обучения работы на оборудовании и пройти тестирование не только по технологическому процессу, но и по его безопасности. Кроме рабочих в штате должны быть предусмотрены такие должности как:

• гендиректор;
• бухгалтер;
• менеджер по продажам;
• водитель транспортного средства;
• охранник и др.

Штатное расписание зависит от масштабов производства и может меняться в соответствии с задачами и возможностями предприятия.

Оформление документов

Оформление соответствующего пакета разрешительных документов на ведение деятельности необходимо провести до запуска оборудования.

Разрешительные документы необходимо получить в городских инстанциях:

• в муниципалитете;
• в пожарной, экологической и санитарно-эпидемиологической службах;
• в электронадзоре и др.

Расчет затрат

Для организации даже небольшого производственного бизнеса необходимы финансовые вложения. Это такие статьи как:

• капитальные затраты на покупку линию производства;
• затраты на транспортировку и монтаж оборудования;
• покупка сырья;
• коммунальные и прочие расходы;
• аренда помещения;
• оплата труда персонала;
• налоги и другие отчисления.

При стартовом капитале в 10 млн. рублей, с учетом всех расходов и платежей, ежемесячная прибыль от производства может составить 30% от этой суммы. Срок окупаемости составит – около 30 месяцев.

Рентабельность бизнеса

Рентабельность этого вида бизнеса зависит от определенных факторов:

• правильно выбранной технологии производства;
• наличия постоянной сырьевой базы;
• качества и уровня изношенности оборудования;

Немаловажным фактором является и величина первоначальных инвестиций в производство. Чтобы уменьшить бремя окупаемости, можно воспользоваться предложениями на приобретение б/у оборудования. Но, при этом оно не должно быть изношено более чем на 30%.

Бизнес производство топливных брикетов. Оборудование для производства топливных брикетов.

Топливные брикеты это наиболее эффективный и экологически чистый вид топлива, которое используется для твердотопливных котлов систем отопления, печей и каминов. Топливный брикет горит ровным пламенем, выделяет сравнительно небольшое количество дыма, не выделяет копоти, при сгорании оставляет не более 1,5 % золы. Оптовая цена 1 т брикетов 80 — 100 евро, экспорт в европейские страны по 170 – 250 евро.

Топливные брикеты имеют несколько преимуществ по сравнению с аналогичными видами топлива:

1 м³ брикетов заменяет 5 м³ дров.

Продолжительность горения брикетов из древесных пиломатериалов по сравнению с дровами в 3 раза дольше, что позволяет производить загрузку топлива в печь реже.

При горении брикетов выделяется количество тепла аналогичное горению каменного угля.

Топливные брикеты изготовляются из натуральных природных материалов и при горении не выделяют вредных веществ.

Виды топливных брикетов.

Наиболее популярны следующие виды брикетов:

Pini&Kay – брикеты изготовляются на шнековых прессах с давлением рабочей поверхности 1100 бар, также брикеты поддают термической обработке в матрице, после чего они приобретают характерный темно-коричневый цвет. Пини-Кей изготовляются в виде многогранного брикета с отверстием.

RUF — брикеты в форме прямоугольного кирпича, изготовляются с помощью гидравлического пресса с давлением 400 бар.

NESTRO – брикеты в форме цилиндра, изготовляются с помощью ударно механического пресса.

Пеллеты – топливные гранулы длиной до 50 мм, диаметром до 10 мм, изготовляются с помощью пресса гранулятора из древесной муки. Применяются в основном для котлов, работающих на гранулах которые очень популярны в европейских странах.

Сырье для производства топливных брикетов.

Топливные брикеты можно изготовлять из следующих материалов:

• Опилки, ветки, кору и прочие отходы деревообработки.
• Солому.
• Камыш.
• Шелуха зерновых культур.
• Отходы при переработке льна.
• Растительные отходы.
• Торф.
• Отсев при производстве древесного угля.

Отходы деревообработки (опилки, стружка) сами по себе не представляют, какой либо ценности и чтобы их не утилизировать самостоятельно, часто на пилорамах их отдают бесплатно при условии самовывоза или за минимальную цену. При доступности любого из видов сырья, можно организовать перспективный бизнес по производству топливных брикетов.

Технология производства брикетов заключается в прессовании под воздействием давления и температуры мелко измельчённого высушенного сырья. Процесс производства начинается с измельчения сырья, затем измельчённое сырьё поддают сушке и прессуют. В данном случае связывающим компонентом для измельчённого сырья служит лигнин, который выделяется при высоком давлении и нагревании и придаёт брикетам прочность.

Производство пеллет немного отличается от брикетирования. Сырьё в данном случае измельчается более тщательно до консистенции муки и в прессе грануляторе подвергается процессу грануляции.

Оборудование для производства топливных брикетов.

Для производства брикетов «Pini&Kay» применяется следующее оборудование:

Дробилка.

Применяется для переработки древесных отходов в мелкодисперсную фракцию.

Отсеиватель.

Отсеивает опилки с выходом требуемой фракции.

Сушилка. Состоит из тепло генератора, воздуховодов, вентилятора и циклона. Высушивает измельчённое сырьё методом смешивания с горячим воздухом, на выходе влажность сырья составляет не более 12%.

Транспортёр шнековый.

Применяется для транспортировки высушенного сырья в пресс.

Пресс экструдер.

Используется для брикетирования с помощью шнека, который создаёт давление в обогреваемой матрице. Длина брикетов регулируется отрезным ножом.

Вытяжка для пресса.

Вытяжка для удаления газов, которые выделяются в процессе нагрева опилок.

Брикеты удобны в складировании и транспортировке, 1 т брикетов — примерно 1 м³ помещаются на одном европоддоне, погрузку можно осуществлять вилочным погрузчиком.

Бизнес на производстве топливных брикетов.

Стоимость традиционных энергоносителей постоянно растёт, поэтому количество потребителей топливных брикетов неуклонно растёт.

При наличии доступности сырья в первую очередь это касается владельцев деревообрабатывающих предприятий и фермеров, бизнес на топливных брикетах будет достаточно привлекательным, и позволит не зависеть от закупок сырья.

Для производства продукции на внутренний рынок можно воспользоваться отечественным оборудованием, тем более что цена на него существенно ниже импортного. Но если производство будет ориентировано на европейский рынок, где требования к топливным брикетам намного жёстче, понадобится более качественное импортное оборудование.

Содержание

Производство топливных брикетов из опилок – эффективное применение отходов деревообработки, благодаря которому увеличивается экономическая отдача предприятия, а потребители получают удобные в использовании евродрова. Заняться изготовлением брикетов можно и в домашних условиях, если есть доступ к бесплатному сырью.

Преимущества евродров

Биотопливо из отходов древесины обычно выпускается в виде прямоугольных брикетов либо длинных «поленьев» шестигранного или круглого сечения. Для изготовления используется сухая измельченная стружка, спрессованная под высоким давлением.

В сырье не вводятся никакие добавки для того, чтобы брикет держал форму и не рассыпался. Связующим веществом служит природный полимер лигнин, который содержится в древесине и выделяется под воздействием давления и высокой температуры.

К преимуществам евродров можно отнести :

• высокую удельную теплоту сгорания (более 4 кВт/кг), превышающую показатели сухих дров и бурого угля;
• малое количество золы;
• минимальные выбросы углекислого газа в атмосферу;
• отсутствие копоти (дымоход не придется часто чистить);
• продолжительное время горения одной закладки топлива (по сравнению с дровами, брикеты придется подкладывать в 2-3 раза реже);
• экологичность, безопасность для здоровья (не содержат вредных компонентов).

Данный вид топлива требователен к условиям хранения – помещение должно быть сухим, чтобы прессованная стружка не вбирала влагу из воздуха, иначе теплоэффективность брикетов снижается. Основным недостатком евродров является относительно высокая стоимость.

Брикетирование в промышленных условиях

При фабричном производстве особое внимание уделяется подготовке сырья: опилки измельчают (оптимальная фракция – около 3 мм), затем материал сушат, чтобы довести уровень влажности до 8-10%. Чем ниже влажность, тем выше итоговое качество продукции.

Для формовки брикетов используется оборудование двух типов :

• гидравлический пресс;
• шнековая экструзионная установка.

Гидравлический пресс сдавливает сырье с усилием от 300 до 600 бар, формуя брикеты прямоугольной или цилиндрической формы. При брикетировании методом экструзии давление достигает 1000 бар, на такой установке изготавливаются евродрова шестигранного или четырехгранного сечения.

Высокое давление при определенной температуре нагрева – непременное условие получения топливных брикетов высокой плотности. Именно плотная структура евродров обеспечивает им высокую теплоотдачу и небольшую скорость сгорания.

Как сделать брикеты самому?

Мелкофракционные древесные отходы (тырса, опилки) использовать в качестве топлива в «натуральном» виде проблематично – из-за малой плотности они быстро прогорают, выделяя небольшое количество тепла, ссыпаются с колосников в зольник, что увеличивает расход.

Если есть бесплатный доступ к неограниченному количеству древесных опилок и желание сделать их пригодными для сжигания в печи или отопительном котле, можно изготовить брикеты из опилок своими руками.

На что сразу следует обратить внимание :

• сжимать сырье до выделения лигнина способно только дорогостоящее промышленное оборудование, при кустарном производстве придется ввести в состав сырья связующее вещество;
• сформованные брикеты необходимо сушить на воздухе и где-то хранить, т.е., необходимо позаботиться о подходящем просторном помещении, навесе на случай плохой погоды.

Чтобы сделать брикеты из опилок, потребуется следующее оборудование :

• измельчитель (чем мельче фракция сырья, тем выше плотность конечного продукта), можно использовать устройство, измельчающее растительное сырье для приготовления компоста;
• пресс ручной или гидравлический + подходящие емкости для формовки;
• емкость для ручного замешивания сырья, строительный миксер или компактная электрическая бетономешалка.

Обратите внимание! Использование электрооборудования значительно ускоряет и упрощает производство брикетов из опилок, но при этом увеличивает себестоимость продукции.

Особенности брикетирования

Изготовление топливных брикетов из опилок начинается с подготовки сырья. Опилки измельчают (если есть такая возможность), замачивают в воде.

Затем добавляют связующее вещество :

• глина (доступный и дешевый вариант, добавляется в пропорции 1:10, но после таких брикетов остается большое количество золы, т. к. глина не сгорает);
• обойный клей (удорожает производство);
• измельченный размоченный картон, макулатура (пропорция 1:10, добавка безопасна, практически полностью сгорает, но при производстве придется увеличить время на просушку сформованных брикетов).

После перемешивания ручным или механизированным способом, сырье выкладывают в форму для брикетирования опилок. Это металлическая емкость прямоугольной или цилиндрической формы с перфорированным дном и стенками. Отверстия небольшого диаметра нужны для отвода излишков влаги при прессовании.

Самодельный пресс для брикетов может иметь напольное или настенное исполнение. Он состоит из мощной стальной рамы, сваренной из профиля, и рабочей части. Шток перемещается за счет накручивания или за счет давления на рычаг. Ручной пресс с винтовым штоком отжимает лучше, но на изготовление одного брикета тратится много времени. Сделанный своими руками пресс с рычагом можно оснастить двумя штоками для повышения производительности.

Конструкцию описанного станка вы сможете посмотреть на данном видео:

Отжимать влагу из брикетов при помощи мускульных усилий тяжело и малоэффективно. Заготовки приходится долго сушить, в готовом виде они легко крошатся и быстро сгорают из-за малой плотности. Чтобы повысить качество продукции, пресс для изготовления самодельных брикетов оснащают гидравлическим автомобильным домкратом, закрепив его вверх ногами на верхней балке рамы. Гидравлическое усилие зависит от характеристик домкрата.

Внимание! Максимальная автоматизация работ предполагает использование готового гидравлического пресса с компрессором, но вкладывать деньги в приобретение такого оборудования имеет смысл, только если вы организуете свой бизнес по продаже брикетированного топлива.

Топливные брикеты из опилок, вынутые из формы, раскладывают на просушку на солнце или в хорошо отапливаемом помещении. Следует добиться влажности, сопоставимой хотя бы с показателями сырых дров (до 25%). Чем суше топливо, тем выше его теплоотдача. Твердотопливные и пиролизные котлы рассчитаны на использование топлива, влажность которого не превышает 30%.

Целесообразность самостоятельного брикетирования опилок

Чтобы понять, стоит ли вкладывать силы и средства в создание самодельного оборудования для изготовления брикетов, необходимо учесть следующие факторы :

• брикет из опилок, выполненный кустарным методом, по своим характеристикам существенно уступает евродровам;
• процесс подготовки сырья и прессования занимает много часов и требует больших физических усилий;
• чтобы скорость сушки не зависела от погодных условий, требуется просторное, теплое и сухое помещение, на отопление которого уйдет немало топлива;
• любая модернизация с использованием электрического оборудования оборачивается существенным ростом себестоимости изготовления.

Сопоставив количество затраченных сил, времени и денег на собственноручное изготовление брикетов из опилок с финансовыми вложениями в покупку обычных дров, многие отдадут предпочтение дровам.

Но тем, кто ищет способ рационально использовать имеющиеся в больших количествах отходы деревообработки, есть смысл наладить производство брикетов из опилок. На форумах домашних умельцев можно ознакомиться с опытом использования самодельных прессов, найти подходящий вариант конструкции и пошаговое описание технологии работ.