Дрова, которые бы горели долго, давали много тепла и мало пепла, не выбрасывали искр и копоти — мечта владельца загородного дома с печным отоплением или камином. Именно такими свойствами обладают брикеты из опилок, которые можно не только приобрести, но и сделать своими руками. С процессом их изготовления стоит ознакомиться. Ведь так?
Мы расскажем о том, как сделать топливные брикеты для использования в отоплении загородного дома или дачи. В предложенной нами статье детально описана технология производства поленьев из прессованных опилок. Самостоятельные домашние мастера у нас найдут краткую инструкцию по сборке станка для прессования.
Преимущества поленьев из опилок
В пользу брикетов, спрессованных из опилок, можно привести следующие аргументы:
- Продолжительное горение — 4 часа.
- Минимальное дымообразование.
- Экологичность. Исходное сырье — натуральные материалы, поэтому пеплом можно удобрять грядки.
- Высокая энергоотдача. Гораздо превышает энергетические возможности дров, сравнима только с качественным углем.
- Постоянная температура горения.
- Экономичность. Стоимость 1 т такого топлива обойдется дешевле, чем соответствующее количество дров или угля.
- Возможность самостоятельного изготовления.
Недостатки также присутствуют. Главный из них — боязнь влаги. Хранить их под открытым небом нельзя, т.к. они быстро впитают влагу, следовательно, будут плохо гореть. Поэтому для складирования необходимо выделить сухое помещение.
Сколько-нибудь значительные механические воздействия на брикеты из опилок противопоказаны. Если покупать для их изготовления специальное оборудование, себестоимость будет высокой и не всегда оправданной.
Замена угля и дров на брикеты из опилок, позволяет сделать отопление загородного жилья более экологичным. В то время как отопление влажными дровами приводит к выбросу вредных веществ, «евродрова» в этом отношении полностью безопасны
Выгодно налаживать кустарное производство, если опилки бесплатные, а в качестве установки можно использовать уже имеющееся оборудование.
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
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.
Важные характеристики техпроцесса
Влажность сырья
топливные брикеты pini-kay
Технология производства для любых брикетов требует сушки и измельчения сырья. Если данным фактом пренебречь, то в результате реакция спекания и склеивания при воздействии температуры будет неэффективной: на выходе из перса брикет может развалиться.
При изготовлении у вас должна быть возможность доводить сырье до влажности 8…14%.
Операцией можно пренебречь, если у вас штучное производство (для собственных нужд в очень малых объемах). При условии, что есть помещение, площадка, где сушить сырье и хранить его в сухом состоянии до процесса запуска пресса.
Помните о погоде: от сырья, хранящегося в сырых сараях, толку не будет. Перед тем как сушить щепки или опилки естественным путем, убедитесь, что на отведенной для этого площади, помещения, нет доступа влажного воздуха с улицы.
Альтернативный способ изготовления брикетов — как делают в Африке. Фотоподборка.
Производительность
Объем производимых брикетов напрямую зависит от доступа к сырью, объемов сбыта и собственного потребления.
Чтобы определиться с объемом, вы должны хотя бы примерно понимать какая часть продукции будет идти на собственные нужды, а какая – на реализацию.
- На обогрев ваших помещений количество брикетов можно примерно рассчитать как ½ от объема ранее затрачиваемых дров. Читайте также чем выгоднее отапливать дровами или брикетами.
- Часть продукции может тратиться на сам производственный процесс – для подогрева воздуха на сушке (примерно 1…3%).
Рассчитывая производительность, учитывайте, что большинство небольших компаний производство ведут до отопительного сезона, после идет активный всплеск продаж, а далее на рынке наступает застой: оборудование останавливается, идет накопление сырье. Работа возобновляется только весной.
Рассчитывая объемы производства, учитывайте фактор сезонности.
Большие компании работают более ритмично: при постоянном доступе к сырью они производят брикеты круглый год. Но торгуют как все – месяц-два перед отопительным сезоном. После чего весь произведенный брикет идет на склад, если нет другого рынка сбыта (или на экспорт в Европу, но европейцы покупают – крупным оптом).
Объем вложений
Также можете ознакомиться с обзором производителей оборудования для изготовления топливных брикетов.
Сделать топливные брикеты своими руками по технологии «руф» или «пини-кей» — достаточно накладно на первом этапе:
- для микробизнеса вложения составляют порядка для 2…4 тыс. долларов для кустарного производства;
- для малого и среднего бизнеса минимум придется стартовать от 10 тыс. долларов на небольшую лесопильню;
- профессиональные линии для постоянной работы в данном направлении стоят от 100…130 тыс. долларов и выше.
Оборудования для производства брикетов
В промышленных условиях измельчение древесных отходов выполняют на специальных механизмах — дробилках. Такую важную часть технологического процесса, как сушка, выполняют с помощью сушильных машин, которые бывают двух видов — барабанного и аэродинамического.
Формовку изделий выполняют на гидравлическом прессе. С усилием минимум 30 МПа он уплотняет массу. При этом в сырье не нужно добавлять никаких веществ для связи, т.к. в этих условиях за счет сжатия и высокой температуры выделяется древесный клей — лигнин.
Любой формы брикеты можно получить на ударно-механическом прессе, но плотность их не очень высока.
Существует еще один метод для получения «евродров» — экструзия. Базируется он на том, что с силой около 40 МПа масса проталкивается сквозь калиброванные отверстия посредством шнека, формируя при этом изделия в виде цилиндров или шестигранников. На выходе их обрезают специальными ножами.
Производительность шнековых экструдеров выше, чем у механических или гидравлических прессов.
На поверхность брикетов, изготовленных на промышленном оборудовании, производители часто наносят буквенный оттиск. В основном он является свидетельством точного соблюдения технологии
Покупать такие установки для изготовления своими рукам и заготовки топливных брикетов нерационально, для этого есть другие варианты.
Сырье
Важным фактором успешности производства станет качество сырья, поэтому следует заранее озаботиться вопросами его поставки. В нашем случае выбор сырья достаточно большой, что позволяет изготавливать различные виды продукции.
Готовая продукция ждет транспортировки
В настоящее время для изготовления экодров используются:
- Древесины и ее отходы (листья, опилки, стружка, ветки). Самый популярный вариант, дешевый, простой в производстве, хороший по характеристикам. Чаще всего используется древесина хвои, березы, дуба. Стоимость брикетов не зависит от вида древесины, поскольку в производстве используются исключительно отходы. Топливные брикеты РУФ зачастую состоят на 95% из древесины одного сорта и 5% различных примесей, что никак не сказывается на качестве топлива.
- Солома зерновых культур (пшеницы, кукурузы). Самый дешевый вид сырья для самых дешевых брикетов. При сгорании экодров из соломы тепла выделяется не так много, а после остается большое количество золы. Сравнить эти брикеты можно с хорошими дровами.
- Торф. Недорогое сырье позволяет создавать топливные брикеты в среднем ценовом диапазоне. Тепла они выделяют приличное количество, но коптят очень сильно. Применять топливные брикеты повсеместно нельзя, для их использования нужны специальные печи.
- Шелуха от семян злаковых. Оригинальный вид сырья, из которого получают темные евробрикеты, при горении выделяющие специфический запах и наибольшее тепло среди своих собратьев. В то же время в шелухе присутствуют различные вещества, масла, образующие сажу на дымоходе, что предполагает его регулярную чистку. Топливные брикеты из лузги подсолнечника выделяют тепла больше, чем аналоги из лучшей древесины.
- Скорлупа от грецких орехов. Редкий и дорогой вид сырья, из которого получаются неплохие топливные брикеты. Горят они красивым, ярким и высоким желтым пламенем, что для использования в каминах в самый раз.
Отлично упакованные брикеты из древесного сырья
В редких случаях в качестве сырья используются: камыш, отходы переработки льна, отсев каменного угля, виноградная лоза.
Для обычных печей лучше всего выбирать топливные брикеты, сделанные из древесины или шелухи зерновых культур.
Полезно знать: Температура горения дров из разных пород дерева в топке печи
Основное требования для сырья, которое будет поставляться на завод, минимальный размер фракции. Это позволит упростить технологические процессы при производстве евробрикетов.
Самостоятельное изготовление брикетов
Главный поставщик опилок — пилорама. При этом неважно, какой породы древесина, основной критерий — влажность. Она не должна выходить за рамки 12%. В общей массе количество подпорченной древесины не должно превышать 5%.
Описание технологического процесса
Большой сложностью этот процесс не отличается и в общих чертах состоит из пяти этапов:
- Очистка сырья. Необходимо убрать грязь, лишние примеси.
- Измельчение. Размер опилок имеет значение — максимум 0,6 см.
- Прессовка.
- Высушивание.
- Складирование.
После первого подготовительного этапа массу смешивают с сухой, истертой в порошок глиной, пропорция 10 : 1. Далее, добавив немного воды, приступают к перемешиванию. Следует учесть, что густота смеси должна быть средней. От этого показателя зависит способность ее удерживать форму, длительность сушки и финишная плотность изделий.
Следующий шаг — отгрузка полученной смеси в бункер оборудования для брикетирования. Затем собственно прессование в формах. После всего останется только хорошо высушить готовые брикеты. К глине в смесь иногда добавляют картон, размоченный в воде. В этом случае горючесть топлива увеличивается.
Самодельные прессовальные установки
В домашних условиях можно изготовить оборудование в трех вариантах:
- с гидроприводом;
- с ручным приводом;
- с домкратами.
Ручное приспособление является самым простым. Его можно крепить к стене. Раму для него изготавливают из стальной трубы или уголка методом сварки.
Полноценную технологическую линию по производству брикетов дома создать невозможно, т. к. это очень дорого и требует больших площадей. Дома мастера используют самодельные станки разной конструкции
Нельзя упустить и тот момент, что когда опилки крупные, их перед прессованием нужно измельчить. Для этого подойдет и простейший резак, но лучше этот процесс механизировать. Хорошо, если дома имеется станок для измельчения травы, он справится и с дроблением опилок.
Некоторые умельцы приспосабливают для этой цели устаревшие стиральные машины. Для этого активатор дополняют ножами.
Станок с ручным приводом
Пресс для производства брикетов из опилок в домашних условиях своими руками фиксируют на стене при помощи дюбелей. В нижней части конструкции крепят стационарную форму.
Геометрия ее может быть любой. Для управления механизмом нужен рычаг, поэтому на верхней перекладине монтируют шарнир, посредством которого крепят отрезок трубы либо длинную металлическую шпильку.
Форма, установленная неподвижно, будет служить матрицей, а пуансон присоединяют к рычагу. Важно правильно рассчитать длину трубы таким образом, чтобы пуансон свободно входил в матрицу.
Для свободного передвижения пуансона необходимо предусмотреть небольшой зазор. Для вывода влаги из формы-матрицы в ее дне просверливают отверстие
Второй вариант ручного пресса — напольный механизм. Конструкция его идентична настенному приспособлению, разница только в том, что сварную станину, к которой крепят основные детали, устанавливают на ровную горизонтальную поверхность.
Еще одна разновидность оборудования с ручным управлением — винтовой пресс. Он очень прост в использовании. Нижняя часть — перфорированная формовочная емкость, размещенная под станиной.
При закручивании винта, создают давление, необходимое для прессования. Производительность такого приспособления очень низкая. Много времени уходит на загрузку, закручивание винта, выемку готовых изделий. У рычажных моделей потенциал больше.
Усовершенствованный самодельный вариант
Ручное оборудование можно усовершенствовать, если дополнить его домкратом или прессом на гидравлике. Форму делают квадратной или круглой. Основание — сварное из швеллера. Стойки — уголок 100 х 100.
Круглые формы изготавливают из трубы с толстыми стенками. Матрицу перфорируют, чтобы уходила вода, выделяющаяся при сжатии. Для выемки готовых изделий дно делают съемным.
Можно для этой цели внутри матрицы установить пружину, прикрепив ее ко дну, но тогда оно должно быть приварено наглухо. К пружине крепят диск. При формировании изделия она сжимается, а когда шток делает обратный ход, выпрямляется и диском выталкивает готовый брикет из формы.
На такой установке сверхпрочные изделия получить невозможно, но брикет будет довольно плотным, удобной формы и вполне пригодным для использования
Шток делают из трубы диаметром около 3 см. На один ее конец крепят путем сварки пуансон, входящий в матрицу с небольшим зазором. Противоположный конец штока фиксируют к гидравлическому домкрату или прессу.
Перед тем, как загрузить сырье, его нужно хорошо перемешать. Для этого нужна специальная емкость. Делают ее из листовой стали или приспосабливают барабан от старой стиральной машины и устанавливают на стойки. Можно сделать перемешивание и миксером или в бетономешалке.
Из барабана древесная масса поступает для прессования в формы по лотку, изготовленному из листовой стали. Сушить брикеты лучше всего в печи, но можно и на солнце. Главное, чтобы влажность была минимальной. Только сухой вид топлива отдаст такое количество тепловой энергии, которого хватит на обогрев помещений.
Стационарный пресс для брикетирования
Для изготовления такого пресса потребуется двигатель мощностью 2,5 кВт, если предстоит работа от сети 220 В. Если подведено трехфазное напряжение, подойдет мотор на 9 кВт. Кроме этого нужен редуктор, вал, подшипник, шнек, ТЭНы, реле для регулировки температуры.
Двигатель, редуктор и остальные узлы крепят на сварную раму из уголка. Установлена она на стойки, выполненные из труб. Шнек в этой конструкции состоит из дух частей. Одна из низ трансформирует опилки в загрузочную емкость, вторая — выполняет роль пуансона. Роль матрицы выполняет труба.
В результате нагрева древесной массы и проникновения в нее пара увеличивается пластическая вязкость опилок, что провоцирует выделение естественных связывающих компонентов. По этой причине в бункер можно загружать опилки без всяких добавок
Перед запуском пресса трубу прогревают посредством ТЭНов до 260⁰. Регулируется нагрев при помощи реле. Уплотнение брикетов регулирует квадрат, приваренный к трубе. Как недостаток конструкции можно отметить большие теплопотери в окружающую среду. Зато при этом значительно повышается качество брикетов.
Брикетирование своими руками – за и против
Самостоятельно сделать пресс и наладить производство топливных брикетов возможно. Но это требует материальных затрат, физических усилий и времени. Надо учитывать и то, что достичь качества евродров, выпускаемых в заводских условиях, вряд ли получится. Конечно, можно приобрести станок, мало уступающий производственному, но затраты на приобретение будут колоссальными.
Необходимо хорошо представлять, для чего требуется собственное производство, какие есть для этого условия и какие предстоят затраты. Может быть, и не стоит отказываться от обычных дров или лучше закупать для отопления уже готовые брикеты.
Плюсы
Положительные стороны домашнего изготовления состоят в следующем. Собственные топливные брикеты не дадут качества горения, как у покупных, но будут эффективнее дров.
Если есть возможность получения большого количества древесных отходов – опилок, мелких обрезков, стружки, коры, – то из них выгоднее сделать спрессованные дрова. Опилки и стружка в чистом виде малопригодны для горения, а после обработки на станке для прессовки опилок из них выходит хорошее топливо.
Можно пустить в дело не только дровяные, но и любые другие горючие отходы – солому, сухие листья, бумагу, картон. По отдельности из них горючий материал – никакой, а в брикетах будет толк. Брикетированное топливо удобно для складирования и для загрузки в топку.
Минусы
Но есть и недостатки, о которых следует помнить. Попытки улучшить качество самодельных евродров могут привести к тому, что будет покупаться дорогостоящее оборудование или постоянно дополняться существующее. В итоге окажется, что выпуск собственных брикетов не оправдает затраты.
Самодельным топливным брикетам требуется место для качественной сушки. Просушивание на солнце не всегда оправданно. Требуется просторное сухое помещение. Хранить самодельные брикеты тоже надо так, чтобы они не впитывали влагу.
Домашние связующие материалы
На самодельных станках добиться давления, при котором из древесной массы выделяется лигнин, практически невозможно. Поэтому в сырье для самостоятельного брикетирования обязательно надо добавлять материалы, которые помогут связать, склеить сырье в монолитный брикет. Чаще всего для этих целей используют:
- глину. Объемная пропорция 1 к 10 древесного сырья;
- клей. Годится любой, но, естественно, лучше брать самый дешевый;
- измельченную бумагу или картон. Помимо того что это тоже горючий материал, в бумаге содержится лигнин. А бумажный лигнин свои клейкие свойства проявляет при замачивании. Правда, потом понадобится дополнительное время на просушку брикетов, содержащих бумагу.
Чтобы связующие добавки в полной мере проявили свои свойства, их надо тщательно перемешивать с горючим сырьем, а потом эту смесь замачивать в воде.
Обратите внимание! При промышленном производстве сырье перед прессовкой тщательно высушивают, а при самодельном – тщательно замачивают.
В этом основное отличие домашнего изготовления. Сушат топливные брикеты уже после прессовки, чтобы они затвердели, держали форму и хорошо горели.
Как рассчитать потребность в топливных брикетах?
Решив перевести отопление своего дома на брикеты из опилок, лучше сразу рассчитать, какое количество их потребуется, чтобы хватило на весь период. Здесь нужно учитывать температуру, которую необходимо поддерживать, площадь помещения, толщину стен и прочие факторы.
Не последнюю роль играет и качество экотоплива. Теплоотдача 1 кг качественных брикетов может доходить до 4, 4 кВт. От изделий, изготовленных в домашних условиях для использования в кирпичных печах или металлических банных агрегатах, такого результата не будет.
Допустим, дом площадью 100 м² хорошо утеплен, отопительный период длится 190 дней, коэффициент работы котла 0,7. Тогда 100 х 190 х 24 х 0,7 х 70 = 22 344 кВт. Если учесть, что КПД топки — 86%, теплоотдача снизится до 3,9 кВт. Следователь, нужен запас брикетов 22 344 : 3,9 = 5,7 т.
Общая информация о прессе для брикетирования
Оборудование выпускают в разнообразном исполнении. Развиваемое усилие варьируется в пределах от 500 до 3000 кгс/кв.см.
Примерная стоимость в рублях:
- мини-прессы – 70 000–100 000;
- модели бюджетного класса – 200 000;
- многофункциональные станки с большим ресурсом – от 300 000 до 1 000 000.
Самодельный агрегат можно изготовить в домашних условиях из подручных материалов.
Предназначение
Пресс сдавливает мелкофракционное сырье до его превращения в плотный брикет. Дорогие модели одновременно нагревают исходный материал до температуры в +150…300°С, что способствует выходу лигнина из растительных клеток.
Пресс сдавливает сырье в плотный брикет.
Станки, предназначенные для непрерывного производства евродров, разрезают их на отдельные бруски.
Конструктивные особенности: основные элементы
Главные составляющие пресса:
- Миксер. Перемешивает несколько видов сырья до состояния однородной смеси.
- Матрица. Придает сырью нужную форму.
- Пуансон. Оказывает давление на исходную массу.
- Рабочий механизм с приводом. Преобразует электрическую энергию в усилие сжатия.
- Станина. Основание, к которому крепят все компоненты.
Некоторые модели дополнительно оснащают нагревателем и ножом.
Принцип работы
Смесь поступает в матрицу, где подвергается давлению со стороны пуансона. Происходит уплотнение сырья с одновременной формовкой.
Принцип работы пресса для брикетов.
По принципу действия станки делятся на 2 вида:
- Прерывистые. В ходе производства многократно повторяют цикл: загрузка сырья – сжатие – выемка готового продукта из формы.
- Непрерывного действия (экструдеры). Подсыпка сырья и выдавливание продукта происходят постоянно, одновременно последний разрезают на бруски.
Какие преимущества и недостатки имеют угольные брикеты
Нельзя с точностью утверждать, что брикетированный угол является единственным правильным решением для отопления жилища. Но, если сравнивать брикетированный уголь с другими видами топлива, то можно выделить ряд преимуществ, которые выдвигают данное топливо в ряды лидеров. К ним относится:
- долго горят и выделяют много тепла,
- одинаковые размеры брикетов выделяют тепло равномерно,
- брикеты легкие компактные, что упрощает их транспортировку и хранение,
- качественный продукт не выделяет угарный газ, поэтому его можно использовать в жилых помещениях с хорошей вентиляцией,
- при правильном производстве угольные брикеты не крошатся и не загрязняют помещение,
- разжигаются всего за 10-15 минут.
Угольные брикеты долго горят и выделяют много тепла
Кроме достоинств спрессованного угольного топлива, нужно упомянуть и про его недостатки. Брикеты, склеенные связующими веществами нельзя использовать в мангалах, барбекю и грилях. Температура тепла, выделяемая углем может превышать требуемую и оборудование выйдет из строя. Также некоторые брикеты выделяют вредные для организма канцерогены, которыми пропитаются приготовленные продукты, становясь непригодными для дальнейшего употребления. Для применения угля в качестве растопки домашних печей нужно соблюдать правила безопасности при обогащении и брикетировании углей. В продаже есть специальный экологичный брикетированный уголь для мангалов.
Уголь для мангала
Давление и температура
Качество брикетов зависит не только от самого сырья, но и от двух основных показателей. Первым является давление.
От уровня сжатия существенно варьируется прочность готового изделия. Качественно спрессованный брикет сохранит свою целостность во время транспортировки или хранения. Также выделяется больше тепла с каждого килограмма, так как плотность очень высокая.
Термическая обработка предназначена для получения лигнина. Это вещество выделяется под воздействием высокого давления на прогретую массу. После формирования и остывания до комнатной температуры он приобретает прочность.
Полезные советы и общие рекомендации
Создатели самодельных станков для брикетирования советуют поступать так:
- Начинать конструирование с подробного чертежа с указанием размеров. Это позволит избежать ошибок и точно определить количество необходимых материалов.
- Поручить расчет деталей на прочность инженеру-механику или строителю, хорошо разбирающемуся в сопротивлении материалов.
- Периодически проверять изделие на предмет искривлений и перекосов и при обнаружении устранять их. Иначе пострадает качество брикетов.
- Готовые бруски просушивать на солнце или в проветриваемом помещении. Это обеспечит высокую теплотворную способность горючего.
Используя в качестве связующего глину, проследите, чтобы в ней не было почвы. Иначе брикеты будут крошиться.
Прямоугольные
Твердое топливо с вторичной продукции и отходов классифицируется по нескольким показателям. Одним из них является форма готовой продукции.
Для брикетов прямоугольной формы используются прессы с давлением в 300-400 бар. Еще их называют RUF брикеты. Так называлась первая компания в германии, которая начала производство брикетированного топлива такой формы.
Размеры каждого готового элемента практически такие же, как у обожженного кирпича. Гидравлическое оборудование отличается простой конструкцией и надежной работой. Готовые брикеты в форме кирпича легко транспортировать и удобно хранить.
