Топливные брикеты из опилок своими руками, производство брикетов, самодельный пресс для опилок

Преимущества топливных брикетов

Топливные брикеты отличаются способностью высокой отдачи тепла. Их теплотворная способность составляет 4600-4900 ккал/кг. Для сравнения, сухие березовые дрова теплотворную способность около 2200 ккал/кг. А древесина березы из всех видов древесиныимеет самые высокие показатели теплоотдачи. Поэтому, как видим, топливные брикеты дают в 2 раза больше тепла, чем дров. К тому же, на протяжении всего горения, они сохраняют постоянную температуру.

Длительное время горения

Брикеты также отличаются довольно высокой плотностью, которая составляет 1000-1200 кг/куб.м. Самой плотной древесиной, применимой для отопления, считается дуб. Его плотность составляет 690 кг/куб.м. Снова видим большую разницу в пользу топливных брикетов.Хорошая плотность как и раз и способствует длительному горению топливных брикетов. Они способны давать устойчивое пламя от закладки до полного сгорания в течении 2,5-3 часов. При поддерживаемом режиме тления, одной порции качественных брикетов хватит и на 5-7 часов. Это значит, что вам нужно будет добавлять их в печь в 2-3 раза меньше, чем если бы топили дровами.

Низкая влажность

Влажность топливных брикетов составляет не более 4-8%, в то время как минимальная влажность древесины составляет 20%. Брикеты имеют такую низкую влажность благодаря процессу сушки, которая является обязательным этапом производства.

Благодаря своей низкой влажности, брикеты и достигают высокой температуры при горении, что и способствует их высокой отдаче тепла.

Минимальная зольность

По сравнению с дровами и углем, зольность брикетов гораздно меньше. После сжигания, они оставляют только 1% золы. Сжигание угля оставляет до 40% золы. Более того, золу брикетов можно еще использовать как удобрение, а золу угля придется еще утилизировать.

Преимущество отопления брикетами также в том, что гораздо уменьшаются затраты на чистку и обслуживание камина или печи.

Экологичность

Выбор топливных брикетов для отопления в доме отличный вариант для людей, заботящихся о своем здоровье. Брикеты практически не выделяют дыма и других вредных летучих веществ, поэтому вы можете безугарно растапливать печь даже при малой тяге дымохода.

В отличие от угля, сгорание брикетов не образует оседающей в помещении пыли. Также, так как брикеты это топливо произведенное из отходов, меньше ущерба наносится окружающей среде.

Удобство хранения

Топливные брикеты удобно как использовать, так и хранить. В отличие от бесформенных дров, брикеты имеют довольно правильную и компактную форму. Поэтому, если даже постараться максимально аккуратно уложить дрова в компактную поленницу, то они все равно будут занимать места в 2-3 раза больше чем брикеты.

Отсутствие конденсата на дымовых трубах

Так как дрова имеют более высокую влажность, во время сгорания они образуют на стенках дымовой трубы конденсат. В зависимости от степени влажности дров, конденсата будет соответственно больше или меньше. Чем плох конденсат в дымовой трубе, так это тем, что он со временем заужает его рабочее сечение. При сильном конденсате уже после одного сезона вы заметите сильное падение тяги в дымоходе.

8%-я влажность брикетов практически не образует конденсата, следственно и дольше сохраняется работоспособность дымохода.

Этапы построения бизнеса

Для того что организация коммерческой деятельности принесла хорошую прибыль, необходимо тщательно продумать, каким образом проект будет воплощаться в жизнь. Бизнес план производства топливных брикетов должен включать в себя следующие этапы:

Поиск стартового капитала, кредитование.
Поиск сырья. Отходы можно бесплатно или за небольшую плату получать на деревообрабатывающих предприятиях, при условии самовывоза.
Закупку оборудования.
Проведение монтажных работ.
Регистрацию предприятия. Для открытия бизнеса можно выбрать форму собственности ИП или ООО.
Выбор системы налогообложения.
Подбор персонала.
Пуск в эксплуатацию.
Сбыт продукции.

Преимущества и недостатки

Доступность недорого сырья экономически оправдает наличие пресса для брикетов и применение их в качестве топлива. Например, ими можно отапливать деревообрабатывающий цех или обогревать теплицу. Естественно, эти условия дают возможность использовать спрессованные отходы для бытовых нужд собственного дома.

Для наглядности, ниже приведена таблица с тепловыми характеристиками различного вида топлива:

Виды топлива	Удельная теплотворная способность, в кВт/ч (среднее)
Дрова хвойных пород деревьев	2,45
Дрова лиственных пород	3,2…3,6
Брикетированная лузга подсолнечника	5,0
Брикет из соломенных отходов	4,0
Брикет из щепы и стружки	4,2…4,8
Каменный уголь	7,2…7,7
Бурый уголь (зольных сортов)	3,2…3,5

Ещё один пример, показывающий соотношение показателей теплотворных способностей.

Для получения определённой единицы теплоты, потребуется:

Природный газ, необходимо около 960 м³.
Солярка – до 1000 литров.
Мазут, 1350 литров.
Древесные уплотнённые отходы, 2800-4000 кг.
Древесина (дрова), 3200 кг.

Из приведённых вариантов видно, что переработанные отходы по выработке тепловой энергии, приближаются к некоторым видам топлива. С учётом доступности сырья, становится выгодно применять топливные элементы, произведённые на собственном оборудовании.

Существенный плюс – это малая, не превышающая 5-8% зольность, а зола хорошее удобрение для восстановления свойств почвы.

Недостатки:

Конечный продукт переработки является гигроскопичным материалом, поэтому необходимо позаботиться о сухом месте для хранения.
Сжатые отходы обладают малой механической прочностью, вследствие чего, образуется пыль, которая может вызвать аллергическую реакцию, а в больших объёмах – это создание взрыво- и пожароопасной смеси.

Основное назначение использования пресса – это переработка горючих отходов в топливные брикеты. Одна из разновидностей оборудования может применяться для производства пеллет – небольших по размеру брусочков, которые нашли применение, например, как наполнители лотков для домашних животных.

Виды топливных брикетов

Брикеты делят на виды в зависимости от их формы. В основном на рынке можно встретить следующие типы:

RUF. Это прямоугольники прессованные размером 15 х 9,5 х 6,5 см. Производят их из опилок натуральной древесины с добавлением специальных компонентов.
Nestro. Визуально это цилиндры диаметром от 6 до 9 см и длиной от 5 до 35 см, не имеющие отверстий. Материал для производства — прессованная древесная масса. Ее просушивают, помещают в загрузочною емкость, затем посредством шнека подают на прессование. По формам под давлением массу распределяют дозаторы.
Pini kay. По форме это многогранники с числом граней от 4 до 6. В процессе производства их подвергают обработке высокими температурами и прессованию под высоким, до 1100 бар, давлением. В результате, возрастает эффективность горения, влагостойкость, плотность.

Химический состав и теплоотдача у всех этих видов прессованных опилок одинакова, отличаются они только плотностью. Этому топливу не свойственны искры, вылетающие в разные стороны. Большая плотность и незначительная гигроскопичность позволяют хранить это топливо в небольшой кладовке рядом с печкой.

Кроме опилок для производства брикетов применяют шелуху подсолнуха, гречки, бумагу, мелкие ветки, опавшие листья, солому. Оборудование для этого имеет довольно простую конструкцию, и изготовить его можно своими руками

Если для формирования брикетов есть необходимое сырье, их можно изготовить самостоятельно.

Вяжущие составляющие

Выбор оптимального вяжущего при этом делается с учетом того, какой компонент есть в наличии, какими характеристиками он обладает. Чаще всего используют такие материалы:

Гипс. Раствор схватывается быстро, поэтому его часто применяют в качестве вяжущего составляющего. В течение 10 минут смесь опилок с гипсом затвердевает, а через пару часов она высыхает полностью. Утеплитель в итоге получается прочным и легким. Так называемые мосты холода и всевозможные пустоты в нем не появляются. Но если данная смесь используется для утепления наружной стены, то дополнительно требуется ее закрывать. Влага будет способствовать разрушению термоизоляции из раствора опилок и гипса. Такой утеплитель подойдет скорее для внутренней термоизоляции зданий.
Цемент. Данный компонент более прочный, но работать с ним сложнее. Опилки с цементным раствором схватывается в течение суток. Применяют такой раствор чаще для оштукатуривания наружной стороны дома. После застывания вяжущего компонента даже стекающая вода по стенам не сможет разрушить опилко-цементный слой. Раствор применяют также для заполнения потолочного перекрытия, внутристенного и подпольного пространств. Цемент имеет серый цвет, но его всегда можно разбавить колером и тогда на поверхность не нужно дополнительно наносить декоративную штукатурку.
Глина. Это один из самых дешевых вяжущих составляющих. Но имеется существенный недостаток: смесь совершенно неустойчива к влажности. Раствор после высыхания значительно теряет массу, так как происходит испарение воды. Такой утеплитель по прочности нисколько не уступает цементно-опилочной (гипсово-опилочной) теплоизоляции.
Клей ПВА. Этот компонент применяется в качестве вяжущего вещества для дальнейшего использования утеплителя в местах, где происходит частое воздействие влажности. Клей надежно схватывает опилки, получается прочный жесткий слой, который не подвергается коррозии и гниению. Прочность его со временем не уменьшается, к тому же поливинилацетат (застывший клей) отлично пропускает пар.
Навоз. Давно забытый компонент в качестве вяжущего составляющего, но раньше именно его использовали для утепления домовладений. Прочность навоза не такая высокая, как у других вяжущих, но после высыхания навозный раствор образует корку, которая имеет пористую структуру. Поэтому такой теплоизоляционный слой имеет превосходные параметры теплопроводности. Но дополнительно требуется покрыть его цементным или гипсовым раствором либо закрыть досками.
Известь. Данный компонент позволяет получить долговечный теплоизоляционный слой. Масса из опилок с известью становится более плотной консистенции. Это позволяет получить утеплитель, который со временем не будет подвергаться деформации. Теплопотери значительно снижаются, к тому же грызуны в такой теплоизоляции не делают ходы и не устраивают внутри гнезда.

Раствор также применяют для производства плит, матов, блоков из опилок. Их теплоизоляционные свойства ничуть не хуже минваты. Для их изготовления используют специальные формы, которые делают самостоятельно.

1 Преимущества альтернативного материала

Брикеты из листьев также называют евродровами, потому что впервые они были изобретены в Великобритании. Со временем использовать экологичное прессованное топливо стало модно по всему миру, ведь оно имеет немало достоинств.

К главным преимуществам можно отнести следующие:

Изготовить евродрова довольно просто. Даже неопытный мастер справится с этим делом, достаточно лишь приобрести пресс в магазине или сделать его самостоятельно.
Длительное горение. Один брикет пылает от одного до четырёх часов, постоянно выделяя тепло.
Небольшое количество искр и дыма.
Для изготовления используются экологически чистые материалы. Оставшуюся золу можно применить в качестве натурального удобрения.
Экономия средств. Стоимость кубометра альтернативного топлива гораздо ниже, чем такое же количество дров либо угля, причём теплоотдача несколько выше.
Материал просто хранить. Пеллеты из листьев не занимают много места, их можно просто сложить в полиэтиленовые мешки и убрать в подвал. Кроме того, они способны длительное время находиться во влажных помещениях, сохраняя свои свойства.
Брикетами можно топить все виды оборудования: кирпичные и металлические печи, котлы, камины.

Производство брикетов

Сырьем для изготовления брикетов становятся всевозможные виды отходов сельхозпредприятий, деревообработки, мебельного производства и других промышленных отраслей, где используют древесину и растения. Технология производства топливных брикетов из опилок делает возможным для создания одного кубометра готового продукта расходовать до четырех кубометров отходов, что положительно влияет на окружающую среду. Компании, которые изготавливают экологичные дрова, избавляют планету от огромного количества мусора.

Расходы на сырье для брикетирования варьируются в зависимости от его вида и качества, а также от региона, из которого его доставляют. Качество поставляемого сырья является одним из главных факторов успешности производства экологичного чистого топлива

Важно иметь надежных поставщиков, которые по законам и правилам обеспечивают экологическую безопасность на своем производстве. Такими поставщиками становятся многочисленные агрокомплексы и фермы, деревообрабатывающие предприятия и лесопилки

Технология производства экологичного топлива делится на несколько этапов. На каждом из них задействуется специальное оборудование, и соблюдаются установленные нормы температуры и давления. Но главным элементом при создании брикетов становится связывающее вещество. Соединительные компоненты в процессе производства оплавляются и связывают между собой фракции сырья.

Отходы древесины лиственных деревьев не нуждаются в добавлении соединительных компонентов, потому что в них итак содержится смола, которая становится связующим элементом во время нагрева. Сельскохозяйственные отходы, напротив, требуют дополнительных веществ, таких как лигнин. Лигнин считается базовым компонентом в топливных брикетах. По составу он экологичен, так как получается только из остатков частей растений.

Производство экологичных дров начинается с подготовки аппарата для сушки и установления нужной температуры внутри вентилятора. После чего идет погрузка бункера со шнековым питанием, подающий материал в сушильную камеру. Влага устраняется воздушными потоками, поэтому в атмосферу выходит только обычный пар. Никаких вредных веществ при сушке материала не выделяется, именно поэтому изготовление топливных брикетов называется экологичным.

Этапы изготовления

Основные этапы изготовления:

Измельчение/дробление сырья до фракции не более 3мм. Отходы измельчаются в рубильной машине. Вращающийся барабан аппарата, оснащенный острыми ножами, измельчает щепки и отделяет более крупные из них для повторного измельчения до необходимых размеров.
Сушка. Тепло-генератор осуществляет сушку фракций горячим воздухом. Количество влаги в сырье не должно превышать 15%.
Брикетирование. В экструдере начинается линия брикетирования древесных отходов, и не только. Подготовленная смесь поступает на опрессовывание. В условиях высокого давления и при особой температуре сырье выдавливается из экструдера и нарезается на отдельные брикеты.
Упаковка. Происходит герметичная упаковка брикетов, после чего их отправляют на склад.

Оборудование для изготовления

Основным оборудованием для изготовления топливных брикетов являются экструдер и пресс.

Экструдер – это машина, которая размягчает/плавит материалы и придает им нужную форму путем выдавливания спрессованной массы через фильеру. Состоит станок из нескольких основных фрагментов: корпуса с нагревательным элементом, основного шнека и экструзионной головки для создания брикетов определенной формы на выходе из машины.

Пресс представляет собой аппарат для сдавливания подготовленной смеси фракций до высокой плотности и эргономичной консистенции. Спрессовывание позволяет формировать максимально компактные и подходящие для долгого хранения и использования брикеты.

Можно выделить несколько типов пресса:

Ручной пресс для брикетов. Это несложная металлоконструкция, включающая в себя пресс-форму, опорную часть, поршень и рукоять. Данный вид пресса имеет легкий вес и удобен в транспортировке.
Гидравлический пресс. Гидравлический пресс включает в себя поршневой насос с регулируемой производительностью, электродвигатель и бак с гидравлическим маслом. Используется только в помещениях с поддержанием плюсовой температуры.
Ударно-механический пресс. Формирует брикеты по принципу ударной экструзии. Поршень пресса размещен горизонтально внутри цилиндрического насоса.

Пример расчета необходимого объема

Зная удельную теплоту сгорания и КПД печи или котла, можно приблизительно рассчитать необходимую массу топлива на определенный период.

Прессованные брикеты продают либо по весу, либо по объему. Во втором случае есть некоторые нюансы, связанные с формой изделий. Для расчета необходимого количества топлива нужно определить массу одного кубометра.

Если брикеты продают по объему, то их укладывают не валом, а в плотные связки. Зная форму изделий можно рассчитать их массу

Для этого нужно выполнить следующую последовательность действий:

Необходимо знать плотность прессованного сырья (q(г/cм3)).
Нужно рассчитать коэффициент заполнения (k) прессованным сырьем объема куба.
Массу одного кубометра (m(кг)) можно вычислить по формуле: m = k * q * 103.

Приведем пример решения практической задачи.

Допустим, что по расчетам для отопления коттеджа в зимний период необходимо получать 6 кКал/ч. Есть брикеты квадратной формы сечения со стороной 10 см и круглым технологическим отверстием диаметра 5 см. Плотность прессованных древесных отходов – 0,95 г/см3. Теплотворность – 4 кКал/кг. КПД котла – 80%. Необходимо вычислить требуемый объем закупки.

Найдем сечение одного брикета (вместе с отверстием) по формуле вычисления площади квадрата:

10 * 10 = 100 см2.

Вычислим сечение отверстия по формуле площади круга:

π * 5 * 5 / 4 = 19.6 см2.

Найдем площадь сечения, занятого опилками:

100 – 19.6 = 80.4 см2.

Вычислим коэффициент заполнения:

k = 80.4 / 100 = 0.8.

Найдем массу одного кубометра:

m = 0.8 * 0.95 * 1000 = 760 кг.

Найдем теплотворность одного кубометра с учетом КПД котла:

760 * 4 * 80 / 100 = 2432 кКал.

Посчитаем необходимую энергию для отопления на весь зимний период (6 месяцев):

6 * 24 * 30 * 6 = 25920 кКал.

Найдем необходимой количество кубометров брикетированного топлива:

25920 / 2432 = 10.7 м3.

Если же брикеты продают по весу, то решение задачи значительно упрощается. Для определения достаточной массы топлива нужно всего лишь разделить необходимую энергию на теплотворность сырья:

25920 / 4 = 6480 кг.

Доступные способы создания давления (прессования)

Существует около четырех способов, которые помогут вам организовать производство брикетов из опилок, а именно:

использование мускульной силы и рычага;
гидравлический домкрат;
винтовой механизм прессования.

Такое оборудование для создания брикетов из опилок можно смастерить в домашних условиях и пользоваться им в личных целях. Опилки, прессованные в брикетах, имеют теплотворную способность выше, чем у дров, соответственно и для обогрева помещений их понадобится меньше.

Метод мускульной силы

При методе с применением мускульной силы для рычага выбирают металлический элемент. Он должен быть достаточно прочным и выдерживать прилагаемую нагрузку от человека. Как правило, чаще всего применяют трубы с параметрами:

с толщиной стенки 4 мм;
с диаметром 40-50 мм.

Длина рычага должна соответствовать расстоянию от поршня до точки приложения силы. Но не стоит забывать и о глубине погружения поршня в стакан. Проектировать конструкцию следует таким способом, чтобы глубина погружения была приемлемой для производства брикетов из опилок, без повторного приложения силы. Это позволит увеличить производительность.

Глубина погружения определяется по формуле:

h = H × (1 – q₁ / q₂)

где, h – глубина погружения;

q₁— исходная масса сырья в сухом виде;

q₂— масса сырья в виде брикета;

H – высота стакана.

Иногда, при расчетах возникают ошибки, чаще всего из-за неверного определения плотности сырья. В таком случае, глубина погружения не создаст продукцию необходимой формы и качества. Чтобы исправить это, можно поступить двумя способами:

уменьшить длину стакана;
подсыпать древесные опилки.

В первом случае у вас будет высокая производительность, во втором вам необходимо будет создавать евродрова за несколько раз.

Метод с применением гидравлического домкрата

Технология создания топлива из древесных отходов с применением гидравлического домкрата достаточно проста. У многих автовладельцев дома имеются данные устройства, однако грузоподъемность домашних домкратов недостаточно высокая, поэтому стоит узнать заранее позаботиться о приобретении инструмента с необходимой грузоподъемностью.

Поскольку домкрат стоит недорого, то необходимое оборудование можно приобрести за сумму около 5 тысяч рублей. Грузоподъемность такого устройства будет около 30 или 40 тонн, что позволит вам сделать топливные брикеты большого сечения.

Для того, чтобы изготовить сразу несколько евродров, форму устанавливают в ряд. Главным требованием к конструкции с применением домкрата является то, что подвижная рама должна обладать достаточными прочностными характеристиками, чтобы не давать прогиб по истечению времени. Лучшим материалом, для ее выполнения станет двутавровая балка или профиль толстой трубы.

По времени процесс обладает большей длительностью, чем использование рычага, но способ с применением домкрата дает возможность оказать большее давление на заготовку. В результате готовая продукция получается более плотной и ровной, и может быть использована в таком виде.

Метод, с использованием винтового механизма

Данный метод прессовать опилки в брикеты своими руками схож с рычажным способом. Существенным отличием является то, что сила передается под прямым углом. Давление зависит от диаметра рукояти и шага резьбы, чем он меньше, тем выше коэффициент для увеличения давления.

https://youtube.com/watch?v=d8vC-NoUfbM

Такая технология изготовления топливных брикетов имеет ряд положительных и отрицательных характеристик.

Достоинства:

простота конструкции;
небольшие габариты;
доступная цена;
высокое давление.