Производство топливных брикетов из опилок в домашних условиях

Дрова

Дрова – наиболее экологически чистый и природный вид топлива. Кроме того, они используются для отопления помещений издревле. Дрова обладают высокой теплоёмкостью, благодаря чему нагревают печь быстро и способны поддерживать жар в течение длительного времени.

Тем не менее, конкретные параметры горения (включая, например, теплоотдачу или высоту столбцов пламени) во многом зависят от сорта древесины, который пошёл на дрова. Например, тополь горит быстро и даёт мало жара; липа очень плохо разгорается, но даёт много жара; берёза хорошо горит, но очень плохо хранится и уже через пару лет может рассыпаться в труху.

В целом, независимо от сорта, дрова характеризуются следующим образом:

1. Источник жаркого огня с явно заметными языками пламени и дымом. Они подходят для использования и в печах – в качестве топлива для систем отопления – и в каминах, где их сжигание несёт скорее декоративную, чем практичную функцию;
2. Мало чувствительны к намоканию. Конечно, влажные дрова и горят плохо, и хранятся не очень хорошо, так как их начинают атаковать различные насекомые-вредители, однако они может размещаться под навесами или даже под открытым небом (но только в крайних случаях);
3. Обладают разными размерами и геометрией. Поэтому складывать их не очень удобно. Для упрощения хранения дров используются поленницы – специальные приспособления, которые защищают стволы от раскатывания и намокания;
4. Качество горения зависит от сорта древесины. Хуже всего для отопления подходят ива и тополь – они сгорают быстро и дают очень мало жара. Лучше всего – берёза и дуб, но первая плохо хранится, а второй – слишком ценная порода древесины, чтобы пускать её на дрова.

Но, независимо от сорта древесины, в среднем на сгорание полена требуется 1-2 часа. Конечно, у некоторых пород этот период может быть меньше, у других – больше. Но у абсолютного большинства разновидностей дрова сгорают за 1-2 часа.

Достоинства

• Сравнительно низкая цена, которая и вовсе может быть практически нулевой при собственноручной заготовке;
• Не требуют особых условий хранения. Хотя, конечно, лучше держать их в сухом, продуваемом месте, защищённом от воздействия влаги. Но можно даже под открытым небом хранить – но тогда они могут частично или значительно потерять свои качества или рассыпаться под действием вредителей;
• Подходят для сжигания в каминах, так как создают красивое пламя;
• Легко переживают удары, толчки и другие механические повреждения.

Недостатки

• Качество горения зависит от сорта древесины, условий хранения, продолжительности сушки и многих других внешних факторов;
• Много дымят, поэтому нуждаются в хорошо прочищенном дымоходе;
• Могут иметь разный диаметр, форму, размер и другие геометрические параметры, вследствие чего для хранения лучше использовать поленницы – они не дадут дровам раскатиться.

Хорошая вытяжка (вентиляция, дымоход) необходима в любом случае. Дрова при горении выделяют углекислый газ, который обладает вредоносным действием на организм человека. Причём накопительным.

https://youtube.com/watch?v=s4NnBocXwRM

Самодельный пресс

При наличии чертежа и определенных навыков конструирования, можно изготовить пресс для топливных брикетов своими руками.

Самодельные приспособления для брикетирования бывают двух видов — функционирующие от домкрата и с ручным приводом.

Описание сборки конструкции поможет понять, как сделать пресс, и какой вариант использовать лучше всего.

Ручной

Чтобы изготовить ручной пресс, требуется пуансон. Его сооружают из толстого металлического листа. К материалу крепится рычаг давления, и конструкция закрепляется с помощью шарниров.

Пуансон устанавливается в специальную форму. Обычно ее делают квадратной. Изготавливают форму из металла. Тонким сверлом в нижней части и по бокам просверливаются отверстия, обеспечивающие в процессе прессования выход влаги.

Для сбора выделяющийся воды применяется емкость, в которую устанавливается готовый пресс.

Из домкрата

Чтобы получить более качественное твердое топливо и улучшить конструкцию пресса, применяется гидравлический домкрат.

Процесс изготовления такого оборудования состоит из таких этапов:

1. Из швеллеров формируется основание для пресса. Все металлические детали скрепляются с помощью сварки.

2. К каждому углу подготовленного основания в вертикальном положении крепятся стойки. Каждая опора берется высотой 1,5 метра.

3. К стойкам приваривается миксер. Барабан можно изготовить из трубы с большим диаметром или взять готовую часть от старой стиральной машинки.

4. Под миксером закрепляется стальной оцинкованный лоток, из которого сырье будет проникать в специальную форму.

5. В толстостенной трубе, предназначенной для матрицы, создаются отверстия. Они должны равномерно располагаться по всей круглой контракции. Ширина каждого проема должна составлять от 3 до 5 миллиметров.

6. В нижней части формы фиксируется с помощью сварочного аппарата фланец, к которому прикручивается дно.

7. Готовая форма соединяется с основанием.

8. После этого из стальных листов вырезается пуансон. Он должен иметь такую же форму, что и матрица. С помощью штока, пуансон соединяют с гидравлическим элементом.

Собранный механизм закрепляется сверху над формой к стойкам. Снизу фиксируется лоток.

Чтобы ускорить процесс извлечения прессованных брикетов, рекомендуется приварить диск и пружину к днищу матрицы. Он должен соответствовать диаметру пуансона. Такой механизм позволит автоматически выталкивать готовые изделия после отключения гидравлики.

Прессованное древесное сырье требуют просушки. Чем меньше влажность брикетов, тем лучше они горят. К тому же, сухие брикеты имеют боле высокую теплоотдачу.

Изготовленное своими руками компактное топливо позволяет значительно снизить затраты на обогрев дома. Готовые брикеты можно использовать как для котла, так и для печи. Но при этом следует учитывать, что качество продукции во многом зависит от показателя плотности.

Сделать прессованные дрова с помощью самодельного оборудования, которые будут длительное время гореть и отдавать большое количество тепла, практически невозможно.

Поэтому если необходимо использовать топливо с высокими характеристиками, то лучше приобретать его в специализированных магазинах.

Что лучше — дрова или топливные брикеты?

Сейчас брикетное топливо, или пеллеты, быстро набирает популярность среди владельцев коттеджей, дач, загородных домов. И это неудивительно, ведь, в отличие от обычных дров, брикеты не требуют колки, а в процессе горения они не образуют едкого дыма, золы и грязи. Кроме того, КПД брикетного горючего в пять раз больше, чем аналогичный показатель традиционных видов топлива.

Брикетное топливо горит в два раза дольше, чем обычные поленья. Это предпочтительнее для печей с длительным периодом горения. А в печах или каминах с быстрым циклом горения лучше использовать дрова, учитывая их высокую теплоотдачу.

Кустарное производство

Европейские потребители твердого топлива известны нам своим экономным подходом. Однако покупая топливные брикеты, они не задумываются о том, что можно попробовать их создать самому, своими руками в своем гараже. Отечественный потребитель привык все тестировать, поэтому многие люди создают и устанавливают у себя дома оборудование для изготовления топливных брикетов.

Промышленное производство топливных брикетов состоит из нескольких процессов, но для домашнего изготовления хватит и двух. Главными процессами станут: сушка и прессование. (Сушка сырья и готовых изделий, а также формование прессом брикетов топлива подходящей формы.)

В остальных случаях рентабельность домашнего производства может вызывать серьезные вопросы. Все таки заводские брикеты топлива стоят недорого и всегда доступны в магазинах. Но если вы все же решились, то давайте рассмотрим, как построить домашнее производство.

Для сушки нам оборудование не понадобиться, потребуется только место под солнцем и хорошая погода. Под теплыми лучами солнца сырье, а мы будем использовать опилки, сохнет достаточно быстро. Опилки — оптимальный вариант для топливных брикетов самостоятельного производства, ведь даже измельчать их не нужно.

Ручной механический пресс для формовки брикетов

Для производства топливных брикетов нам потребуется хороший пресс. Здесь мы можем пойти по двум разным путям:

1. Купить подходящий б/у или новый пресс в готовом виде.
2. Сделать пресс для топливных брикетов своими руками.

Первый вариант потребует некоторого бюджета, но зато вы получите в свое распоряжение готовое устройство. Во втором случае придется проявить фантазию и мастерство. Чтобы собрать свой пресс, можно обратиться к сети Интернет и поискать подходящий чертеж. Грамотный чертеж или образная схема помогут вам сориентироваться в большом многообразии прессующих механизмов и выбрать подходящий.

Какие разновидности прессов, сделанных самостоятельно, можно поставить себе в дом:

Винтовой пресс для создания плотных брикетов

• Винтовой пресс — ручной пресс с резьбой станет самым простым вариантом. На станину закрепляется емкость с перфорацией для слива воды, в которую опускается механизм. С помощью ручки мы закручиваем пресс, создавая давление и формируя брикет. Чертеж пресса винтового вида даже не нужен, и так понятно, как он работает. Большим минусом такого станка для изготовления топливных брикетов является чрезвычайно низкая производительность. Только представьте сколько времени уходит на закручивание и откручивание ручки, загрузку сырья и извлечения готового изделия.
• Механический ручной пресс — простая система прессования основанная на ударном сжатии материала, с длинными рычагами, которыми следует орудовать для создания подходящего давления. Самое главное, чтобы этот самодельный пресс был хорошо закреплен, тогда производство топливных брикетов будет быстрым и простым.
• Гидравлический пресс — гидравлику можно использовать, взяв за основу автомобильный домкрат. Закрепив его на железной раме кверху ногами, можно получить оригинальную установку для прессования.

В сети можно найти и другие вариации прессов для создания топливных брикетов своими руками. Если же у вас имеется фантазия, вы легко усовершенствуете под себя подходящее изделие.

Сделать топливные брикеты своими руками можно, но стоит ли игра свеч, ведь потратить сил, времени и средств придется много, а результат спрогнозировать практически невозможно. Нередки случаи, когда самодельные брикеты топлива попросту рассыпались после сушки.

Просчитав для себя экономическую составляющую, опробовав в деле обычные дрова и топливные брикеты, принимайте взвешенное решение, тем более вы теперь знаете, какое оборудование вам понадобиться для создания своих топливных брикетов.

Отличия от других видов топлива

Форма не влияет на теплотворную способность или режим горения брикетов из опилок, но может повлиять на эффективность работы автоматического загрузочного устройства. Ведь именно это и является главным преимуществом такого топлива перед дровами и углем.

Единственное условие – подбирать топливо такой формы, чтобы оно соответствовало загрузочному устройству.

Режим горения брикетов полностью соответствует режиму горения дров или угля – нагретое топливо разлагается на пиролизные газы, которые смешиваются с кислородом и воспламеняются.

Однако по своей структуре они ближе к углю.

Ведь в отличие от древесины любых пород в них нет капилляров, пронизывающих все изделие, поэтому при одинаковой температуре распад на золу и пиролизные газы происходит немного медленней.

Как и у дров, на режим горения и теплотворную способность влияет влажность брикетов, поэтому очень важно покупать не только качественную продукцию, но и упакованную в полиэтиленовую пленку, которая защищает топливо от осадков. Кроме того, важно хранить горючее в хорошо проветриваемом, защищенном от осадков и солнца помещении

Кроме того, важно хранить горючее в хорошо проветриваемом, защищенном от осадков и солнца помещении

Необходимое оборудование

Как становится понятно из вышеописанной технологии, для изготовления брикетированного топлива потребуется соответствующее оборудование, которое несложно изготовить своими руками. Основным устройством является пресс, который и обеспечивает формирование из рассыпчатой сырьевой массы брикета, отличающегося плотной и однородной внутренней структурой. В качестве силового органа, при помощи которого для изготовления топливных брикетов будет оказывать давление на используемое сырье, может быть использован винтовой, рычажный или гидравлический механизм.

1. приводной механизм, который, как уже говорилось выше, может быть винтовым, рычажным или гидравлическим;
2. несущая рама, на которой фиксируются все элементы конструкции устройства;
3. матрица, во внутренней полости которой из сыпучей сырьевой массы происходит формирование топливного брикета;
4. пуансон, посредством которого оказывается давление на сырьевую массу;
5. смесительный барабан (в нем происходит смешивание всех компонентов, входящих в состав сырьевой массы);
6. лотки, предназначенные для загрузки в матрицу сырьевой массы и выгрузки из ее рабочей камеры готовой продукции.

Схема самодельного ударного станка с электроприводом

3D модель ударно-механической части пресса для производства брикетов

Чтобы сделать брикеты из опилок или любого другого подходящего сырья, одного пресса недостаточно: для этого потребуется еще и вспомогательное оборудование:

• дробилка, при помощи которой предварительно очищенное сырье будет измельчаться до фракций требуемого размера;
• сетчатые лотки, на которых будет осуществляться сушка готовых брикетов;
• вентиляционная установка, необходимая для того, чтобы выводить из зоны измельчения сырья образующуюся при этом пыль.

Самодельный измельчитель биомассы на базе электрической дрели с насадкой-миксером

Евродрова своими руками можно производить не только при помощи винтового, рычажного или гидравлического прессового оборудования, но и посредством технических устройств других типов. В частности, можно применять брикетировочное оборудование ударно-механического и экструзионного типа.

Как и устройства винтового и рычажного типа, брикетировочное оборудование, работающее по ударно-механическому принципу, относится к категории наименее затратных в плане самостоятельного изготовления. При использовании такого оборудования, как и при применении устройств винтового и рычажного типа, производимые топливные брикеты не отличаются высокой плотностью, что делает их не слишком устойчивыми к повышенной влажности и значительно снижает уровень их теплоотдачи. Кроме того, такие брикеты для отопления, отличающиеся достаточно рыхлой внутренней структурой, неустойчивы к механическим повреждениям, что исключает возможность их транспортировки на значительные расстояния.

Пресс заводского изготовления ВТ60

Технология, предполагающая применение прессового оборудования экструдерного типа, используется преимущественно для изготовления евродров в производственных условиях. Сделанный с использованием такого оборудования топливный брикет отличается плотной внутренней структурой и, соответственно, высокой устойчивостью к механическим повреждениям. Давление на прессуемое сырье при использовании экструдерного оборудования оказывается шнеком, который, вращаясь, перемещает сыпучую массу к отверстиям матрицы и продавливает ее через них. В результате формируются плотные бруски цилиндрической или шестигранной формы.

Пресс гидравлический Green-440 для производства брикетов RUF

Чтобы изготовить топливные брикеты при помощи экструдерного пресса, в состав сырья можно не добавлять связующих веществ. Такое оборудование за счет особенностей своей конструкции способно обеспечивать огромное давление на прессуемое сырье, в результате чего из последнего выделяется природное вещество лигнин, которое и выступает в функции связующего компонента.

Если вы решили изготовить прессовое оборудование данного типа своими руками, имейте в виду, что это достаточно затратное мероприятие, так как требует использования дорогостоящих материалов и специальных устройств. Именно поэтому вариант самостоятельного изготовления прессового оборудования экструдерного типа рассматривается домашними мастерами нечасто.

Какие бывают топливные брикеты

Брикеты отличаются между собой формой и материалом изготовления.

Отличия по форме

Есть три главные формы топливных брикетов: пини-кей, руф и нестро. Их отличие только в максимальной плотности, которой можно достичь в каждой из форм. По химическому составу или массовой теплотворности никаких отличий между евродровами нет.

Топливные брикеты pini-kay

Самая высокая плотность от 1,08 до 1,40г/см3. Форма сечения — квадрат или шестигранник. По центру присутствует сквозное отверстие, которое обеспечивает лучшее движение воздуха и горение брикета. 

Топливные брикеты RUF

Топливные брикеты из опилок руф, в форме кирпича. Имеют небольшой размер и самую низкую плотность — 0,75-0,8 г/см3. 

Брикеты Nestro

У топливных брикетов нестро форма цилиндра и средняя плотность 1 — 1,15 г/см3. 

Торфянные брикеты

У топливных брикетов из торфа особая форма, не похожая на остальные. А из-за высокой зольности и наличия прочих вредных примесей в составе, их не рекомендуют использовать в домашних условиях. Такие брикеты подходят для промышленных печей или котлов, способных работать на низкокачественном топливе.

Топливный брикет из торфа

Отличия по материалу

Евродрова изготавливают из древесных опилок, шелухи семечки, риса и гречки, соломы, тырсы, торфа и других материалов. Материал влияет на калорийность топливного брикета, зольность, количество выделяемой сажи, качество и полноту сгорания.

Ниже в таблице сравнение характеристик брикетов из разных материалов – шелухи семечки, рисы, соломы, тырсы и древесных опилок. Такой анализ показывает не только, что брикеты из разных материалов отличаются между собой. Но и то, что даже брикеты из одного и того же материла, отличаются качеством и свойствами.

Все данные взяты из реальных протоколов испытаний топливных брикетов.

Калорийность, влажность, зольность и плотность топливных брикетов из разных материалов изготовления. 

Комментарии к таблице

Семечка. Самая высокая теплотворность у брикетов из шелухи семечки – 5151ккал/кг. Это связано с их низкой зольностью (2,9-3,6%) и наличием в составе брикета масла, которое горит и представляет энергетическую ценность. С другой стороны, за счет масла такие брикеты интенсивнее загрязняют дымоход сажей, и его приходится чистить чаще.

Дерево. На втором месте по калорийности древесные брикеты из опилок – 5043ккал/кг при 4% влажности и 4341ккал/кг при 10,3% влажности. Зольность древесных брикетов,  такая же, как и у целого дерева  – 0,5-2,5%.

Солома.  Брикеты из соломы не сильно уступают шелухе семечки или опилкам и имеют хороший потенциал использования. У них чуть меньшая калорийность – 4740ккал/кг и 4097ккал/кг, и относительно высокая зольность – 4,8-7,3%.

Тырса.  Тырса это многолетнее травяное растение. Такие брикеты имеют достаточно низкую зольность – 0,7% и хорошую теплоотдачу 4400ккал/кг.

Рис. У брикетов из шелухи риса самая высокая зольность — 20% и слабая теплотворность – 3458ккал/кг. Это даже меньше чем у древесины, при 20% влажности.

Особенности технологии

Потому, что оно решает вопрос утилизации ненужных отходов и приносит хорошую прибыль производителям. Такой станок, как шнековый пресс, известен уже давно, его технологию знали еще в 19 веке.

Прессовка выполняется в экструдере путем четкого создания формы. Оборудование для данного вида работ не очень сложное. В граненной фильере исходный материал придавливает вращающийся шнек.

Связующим элементом при процессе является лигнин, который присутствует в исходном материале. Спекание выполняется без перерыва при температуре от 170 до 220 градусов. Эти показатели выставляют в зависимости от используемого материала.

Важно знать: для всех типов сырья действует одно важное правило. Самый оптимальный показатель влажности нужно равнять к 8%

Успешное прессование считается при показателях влажности не менее 5%, и не более 12%.

Сам процесс не такой производительный, как аналогичная работа с гранулами, но куда продуктивнее, если сравнить его с производством на аппаратах с периодическим функционированием.

1 Способы производства топлива

Зная, как делаются брикеты, хозяин дома сможет решить, желает ли он производить их только для себя или также на продажу. Такая продукция пользуется высоким спросом, потому что отличается компактностью и невысокой зольностью. Чтобы определить, насколько оправдано изготовление топлива в больших объёмах, придётся делать расчёты. Но сделать топливо, которого хватит на зиму, можно и с помощью простого самодельного оборудования для брикетирования опилок.

При любом способе изготовления процесс происходит в несколько этапов. Сначала напиленные частицы хорошо просушивают. Кроме опилок, используют также стружку и другие отходы, которые остаются при обработке древесины. Всё это измельчают и перемешивают. Путём сушки доводят влажность до уровня 8−9%. В зависимости от региона производства брикетов, кроме опилок, применяют такое сырьё:

• гречишную шелуху;
• подсолнечную лузгу;
• жом;
• угольную пыль;
• солому.

Сухое сырьё подвергают брикетированию — это основной этап. Под воздействием пресса частицы сжимаются, при этом из них выделяется клейкое вещество — лигнин. Он склеивает опилки, и за счёт этого брикет не рассыпается. Преимущество полученного топлива — абсолютная экологичность, ведь лигнин природный компонент.

Для брикетирования применяют 2 технологии. Разница между ними в силе сжатия и способе, которым оно осуществляется. В первом случае сырьё формуют и помещают под гидравлический пресс. Развивается усилие до 600 Бар, и опилки сжимаются в брикеты. Под воздействием давления сырьё разогревается, что способствует слипанию частиц.

Второй способ называют экструзионным. Брикетировочная линия работает по принципу мясорубки. Сырьё поступает во входное отверстие, перемещается в бункер, а затем в сужающийся канал, где частицы подвергаются давлению.

Какие топливные брикеты лучше и дольше горят?

Между собой евродрова отличаются лишь по форме и материалу изготовления. Лучше и дольше остальных горят древесные брикеты из опилок, если говорить о материале изготовления.

Три главные формы топливных брикетов, которые тоже будут иметь различную теплотворность:

• Руф – производятся в форме кирпича, имеют небольшой размер и низкую плотность – 0,7 — 0,8 грамм на кубический сантиметр. Отличаются удобством использования и высокой теплотворностью. Это средний вариант соотношения цена-качество;
• Пини-кей – по форме сечения напоминают квадрат или шестигранник со сквозным отверстием для лучшего движения воздуха и горения. Имеют высокую плотность от 1,08 до 1,4 грамм на кубический сантиметр. Для такой продукции характерен специальный обжиг поверхности, за счёт чего эти брикеты более прочны, и горят они дольше и лучше. Брикеты пини-кей являются номером один среди аналогов;
• Нестро выпускаются в форме цилиндра имеют средний показатель плотности – от 1 до 1,15 грамм на кубический сантиметр. Такие брикеты обладают низкой себестоимостью и, соответственно, прогорают быстрее вышеописанных аналогов;

Популярные виды древесных брикетов

Чаще всего в продаже встречаются виды брусков, материалом которых является древесина.

Топливные брикеты руф

По форме топливо напоминает кирпичики. В качестве материала для брикетов РУФ применяют березовую пыль или высушенные опилки, например, из ольхи или ясеня. Сначала измельченные опилки замачивают в воде, далее, в получившуюся смесь добавляют связующее вещество. Потом масса заливается в формы. Брикетирование опилок происходит под большим давлением. Сырье может быть использовано для печи любого вида. На поверхности брусков нанесена надпись RUF.

Евробрикеты pini kay

Форма изделий PINI KAY напоминает карандаш с вынутым грифелем. Отверстие в центральной части «карандаша» увеличивает тягу. При производстве брикеты обжигают, такая сушка создает защиту от лишней влаги, повышает их прочность.

Недостатком евробрикетов PINI KAY считается высокая цена, при этом имеются следующие положительные качества:

1. хорошо горят
2. выделяют много тепла
3. удобно перевозить, складировать

Простые цилиндрические брикеты

В продаже можно встретить простые топливные брикеты цилиндрической формы. Для их изготовления используют прессованные опилки и мелкие отходы деревообработки. Материал прессуют под значительным усилием с применением клеевой основы. Топливные бруски имеют невысокую стоимость. Из минусов – низкая прочность, то есть они крошатся и подвержены воздействию влаги.