Особенности станков для изготовления топливных брикетов

Самодельный станок

Встречаются сведения об изготовлении в домашних условиях самодельных шнековых экструзионных установок. Но даже создатели таких эффективных станков для производства топливных брикетов отмечают, что устройства требуют качественных материалов и использования электродвигателя. Гораздо легче сделать вместо сложного станка обычный пресс.

Ручной пресс

Прессы, использующие только ручные усилия, бывают двух видов – винтовые и рычажные. В винтовых вариантах шток, сдавливающий сырьевую массу, перемещается накручиванием винта. В рычажных прессах давление создается собственными мускульными усилиями, используя длину рычага. На винтовой установке достигается большее давление и качество топливных брикетов становится лучше. Но закручивание и откручивание винта требует времени, поэтому производительность невелика. Рычажные прессы работают быстрее. Нужно только продумать способ или механизм выталкивания готового брикета из прессовочной формы. В этой же форме должны быть отверстия для выхода воды при сдавливании, поскольку при ручном производстве сырье замачивается.

Измельчители

Важным этапом в производстве брикетов является измельчение древесного сырья. Конечно, можно делать это вручную, с применением простейших резаков. Но эффективнее будет механизировать этот процесс. Подойдет роторный станок, применяемый для измельчения растительной массы при производстве удобрений в домашних условиях. Умельцы применяют для этих целей и старые стиральные машины активаторного типа. На активаторе крепятся ножи, измельчающие загруженное сырье.

Основные свойства и классификация материала

Брикеты изготавливаются из различных отходов деревообрабатывающих и сельскохозяйственных предприятий:

• из опилок, коры, веток;
• из соломы;
• из растительных отходов;
• из шелухи зерен;
• из камыша;
• из торфа;
• из отходов от переработки льна;
• из отсевов каменного угля;
• из виноградной лозы.

Благодаря своей универсальности этот вид топлива может использоваться в различных сферах: в котельных; для отопления жилых домов, бань, саун, теплиц и многих других объектов.

Внешне брикеты имеют сходство с обычными дровами, их диаметр составляет 10 см, а длина – около 25 см. Прочность этому материалу придает вещество лигнин, которое под воздействием давления и температуры начинает расплавляться и связывать его частицы.

Преимущества топливных брикетов:

1. Выделение небольшого количества копоти и дыма, зольность евродров не превышает 1,5 %. Если обрабатываются торфяные брикеты, зола впоследствии может использоваться в качестве фосфорного или известкового удобрения.
2. Длительность горения брикетов из дерева в три раза больше, чем у обычных дров, благодаря чему их не нужно часто загружать в печь.
3. Доступная стоимость.
4. Компактность и легкость в транспортировке.
5. В процессе горения экологичное топливо не выделяет вредных веществ.

В зависимости от технологии изготовления брикетов, они могут иметь различную форму:

• NESTRO – это евродрова, которые выполняются в виде цилиндра. Для их производства применяется пресс ударный.
• Pini&Kay — многогранные изделия, имеющие отверстия. Для их изготовления используется специальный пресс, имеющий давление рабочей поверхности 1100 бар. После прессования они проходят процедуру термической обработки, в результате чего приобретают темно-коричневый оттенок.
• Брикеты ruf (руф) после обработки принимают форму прямоугольника. Они производятся при помощи гидравлического пресса, имеющего давление 400 бар.

Нюансы добывания биогаза

Для безопасности при эксплуатации самодельной биогазовой установки на реактор устанавливают манометр, чтобы следить за уровнем давления. Для стравливания избытка газа необходим предохранительный клапан.

Чтобы ускорить переработку сырья бактериями, его нужно периодически перемешивать. Для этого внутри реактора устанавливают вал с лопастями. Только нельзя забывать о герметичности установки.

Обязательное условие для брожения массы и выделения газа – температура не ниже 38 градусов. В тёплое время года нужную температуру обеспечит сам процесс брожения. Но зимой придётся обеспечить подогрев реактора с помощью электрических тэнов или трубопровода с горячей водой.

Добывание биометана в домашних условиях рентабельно только при постоянном наличии нужного объёма навоза или другого органического сырья.

Используемое в процессе производства сырье

Основное сырье, которое перерабатывает брикетировочный пресс – древесные опилки. И поставщиками здесь могут стать:

• мебельные предприятия,
• лесопилки,
• деревообрабатывающие заводы.

Опилки на многих предприятиях являются отходами, а потому, неудивительно, что стоят они сегодня достаточно дешево – 10-50 руб./м3. А если повезет, то доставать их можно будет и вообще бесплатно, потратив деньги только на вывоз опилок с территории деревообрабатывающего предприятия.

Чтобы снизить расходы на прессование опилок, тем самым предлагая покупателям более дешевый продукт, помимо опилок можно использовать и некоторые другие компоненты – сельскохозяйственные отходы. Сюда отнесем шелуху и солому, коими могут «поделиться» многие российские фермеры.

Что нужно знать о технологии

Изготовление брикетов из опилок своими руками требует соблюдения определенной технологии и этапов производства.

Сырье и подготовка

Для изготовления брикетов из опилок своими руками нужно определенное сырье и оборудование. В качестве сырья можно использовать:

• опилки древесные, стружку и мелкую щепу;
• шелуху, полученную после обработки сельскохозяйственных культур – риса, гречихи, риса, подсолнечника;
• отходы угля и торфа – мелкая фракция;
• солому;
• макулатуру (картон и бумагу).

При выборе состава неоднородного сырья (из разных отходов), нужно помнить, что опилки должны занимать более 60%, чтобы обеспечить высокое качество горения.

Можно также использовать глину. В процессе домашнего прессования опилок лигнин не будет выделяться из-за низкой мощности пресса, поэтому понадобится связующее вещество, которым будет размоченный картон или глина. Картон вносят в подготовленное сырье в размоченном виде, он должен занимать не более трети объема. Глину вмешивают в опилочное сырье в пропорциях 1 к 10.

Некоторые умельцы вместо картона и глины вмешивают в сырье обойный клей. Он относительно натурален, но при наличии в нем химических добавок его использовать не рекомендуется. Брикеты при сгорании будут коптить.

Необходимое оборудование для производства брикетов из опилок:

• дробилка;
• пресс выбранной модификации.
• емкость для подготовки сырья.

Пресс для изготовления брикетов из опилок

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.

В этом основное отличие домашнего изготовления. Сушат топливные брикеты уже после прессовки, чтобы они затвердели, держали форму и хорошо горели.

Расходы и окупаемость бизнеса по переработке опилок

При планировании предстоящего бизнеса нужно определить стартовые и ежемесячные расходы на его ведение, рассчитать прибыль и ожидаемый срок окупаемости вложенного капитала.

Читайте обзор 9 вариантов, где взять деньги на бизнес.

Расходы при открытии бизнеса

На старте предпринимателю необходимо закупить оборудование, которое он будет использовать в производстве, а также решить, приобретать более дорогую линию, позволяющую получить на выходе готовый продукт или для каждого этапа технологии использовать отдельные станки.

Приблизительный перечень стартовых расходов:

• производственная линия, стоимость от 500 тыс. до 2 млн. рублей;
• измельчитель — 500-150 тыс. рублей;
• сушильная машина — от 500 тыс. рулей.;
• гранулятор — от 50 тыс. рублей;
• сырье (опилки) — в диапазоне 100-150 руб./тонну.

В первую очередь, предприниматель должен арендовать земельный участок. Стоимость аренды зависит от рыночных цен на землю в регионе. Производство потребует подведения основных видов коммуникаций – электроэнергии, водоснабжения и водоотведения.

В среднем для открытия предприятия понадобится от 2 до 10 млн. рублей.

Расчет ежемесячных расходов

Объем ежемесячных расходов включает:

1. Арендная плата за участок — от 20 000 рублей.
2. Выплата по банковским обязательствам, если оборудование куплено в кредит.
3. Налоги, размер которых будет зависеть от способа регистрации бизнеса. На упрощенной системе – рассчитывается от полученной выручки (6% с выручки или 15% с чистого дохода).
4. Коммунальные платежи — от 15 000 рублей.
5. Заработная плата сотрудников — около 120 тыс. руб. (2 работника, грузчик и водитель).
6. Транспортные расходы и закупка сырья — от 50 000 рублей.
7. Реклама продукции 5-10 тыс. рублей.
8. Непредвиденные расходы около 20 тыс. рублей.

В зависимости от условий аренды, наличия кредитов, графика работы предприятия и численности штата ежемесячные расходы могут составить около 200 000 — 250 000 рублей.

Расчет получения дохода

Ежемесячный доход рассчитаем на примере производства пеллетного топлива. Для производства одной тонны понадобится 7-8 м3 опилок по 100 руб/м3. Стоимость готового продукта колеблется от 3 до 4.5 тыс. рублей в зависимости от сорта пеллет.

Одна механизированная линия способна произвести тонну готового продукта за час. Из расчета 8-часового рабочего дня получаем валовый доход в среднем размере 400 — 500 тыс. рублей ежемесячно.

Таким образом, при налаженных каналах сбыта бизнес может выйти на окупаемость в течение 12 месяцев.

Финансовые расчеты

Для организации данного бизнеса потребуются достаточно серьезные финансовые вложения.

Капитальные затраты:

• линия по производству – 5 500 000 рублей;
• транспортировка и монтаж оборудования – 1 200 000 рублей;
• приобретение дизельного погрузчика – 800 000 рублей;
• сырье -500 000 рублей;
• другие расходы – 2000 000 рублей.

Общие затраты:

• аренда помещения – от 75 000;
• зарплата работникам – от 327 600;
• уплата налогов (НДС) – от 50 000;
• административные расходы – от 25 000;
• налог на прибыль – от 45 487;
• другие расходы – от 50 000.

Если стоимость дровяных брикетов за тонну будет составлять около 7 500 рублей, при продаже 180 тонн в месяц, предприятие получит выручку в размере 1 350 000 рублей. С вычетом общих расходов и себестоимости (около 472 500 рублей), ежемесячная чистая прибыль составит 304 413 рублей.

Итого: Стартовый капитал: от 10 000 000 рублей. Ежемесячная прибыль: от 304 413 рублей. Срок окупаемости: от 30 месяцев.

Преимущества

Главным плюсом данного материала является постоянная на протяжении четырех часов температура при сгорании. Топливные брикеты меньше дымят, не искрят и не стреляют. Также их преимуществом при использовании является наименьшее загрязнение окружающей среды во время сгорания в сравнении с классическими твердыми видами топлива при равной теплотворной способности, как, к примеру, уголь, но меньшим в пятнадцать раз пепельным содержанием (максимально 1%).

Это значит, что если сравнивать с обыкновенными дровами, то подкладывать в печь топливные брикеты можно в три раза меньше. При этом они способны обеспечить стабильную температуру на протяжении всего процесса горения

Это немаловажное свойство материала

По завершении горения топливные брикеты становятся, как и обычные дрова, углем. Это позволяет в дальнейшем приготовить на них гриль или шашлыки. Температура нагрева топливных брикетов больше, чем у обыкновенных дров, и почти равна температуре каменного угля.

Преимуществом данного материала является неизменная температура во время горения на протяжении четырех часов. Древесные топливные брикеты обладают теплоотдачей 4400 ккал. Это является немалым показателем. К примеру, теплотворная способность дерева (твердая масса сухая) равна 2930 ккал/кг, у бурого угля она составляет 3910 ккал/кг. Топливные брикеты являются экологически чистой продукцией, т.к. при их производстве исключено добавление разнообразных добавок.

Видовое разнообразие

Существует несколько типов прессов:

• гидравлические;
• шнековые;
• ударно-механические;
• грануляторы.

Отличия состоят в способе создания давления и характеристиках брикетов.

Гидравлический

Станки этого типа имеют следующие характеристики:

1. Способ производства – прерывистый.
2. Рабочий механизм – гидравлический: усилие создается путем нагнетания масла в полость гидроцилиндра.
3. Удельное давление – 500–1500 кг/кв.см.

Гидравлический станок имеет прерывистый способ производства.

Сырье загружают порциями в пресс-форму (стакан). После сжатия извлекают готовый брикет.

У гидравлических прессов 2 достоинства:

• низкая стоимость;
• брикеты имеют форму кирпича (RUF), что облегчает транспортировку и хранение.

Недостатки:

• малая производительность;
• относительно низкое давление – плотность брусков не превышает 0,75–0,8 кг/куб.см.

Шнековый

Характеристики прессов:

1. Способ изготовления – непрерывный.
2. Рабочий орган – вращающийся шнек (как в кухонной мясорубке).
3. Удельное давление – до 3000 кг/кв.см.

Пресс работает по принципу экструзии: шнек продавливает смесь сквозь постепенно сужающееся отверстие – фильеру. Благодаря конической форме канала сила сжатия со стороны его стенок в несколько раз превышает давление, развиваемое винтом. Похожий эффект наблюдают при вбивании клина в щель, что приводит к раскалыванию древесного ствола.

Шнековый пресс продавливает смесь сквозь сужающееся отверстие.

Преимущества установки:

1. Высокая плотность брикетов – 1,08–1,40 кг/куб.см. Такое топливо долго горит и дает много тепла.
2. Высокая производительность. Благодаря непрерывной работе экструдера за единицу времени удается получить больше брикетов, чем на гидравлической установке.
3. Полено имеет формат Pini&Kay – с 6-угольным сечением и сквозным отверстием посредине. Канал обеспечивает поступление воздуха к внутренним слоям и, как следствие, максимально полное сгорание и минимальную зольность.

Недостаток шнекового пресса – высокая стоимость.

Ударно-механический

Характеристики оборудования:

1. Способ производства – непрерывный.
2. Рабочий орган – вращающийся коленчатый вал с закрепленным на нем шатуном (кривошипно-шатунный механизм).
3. Удельное давление – до 2500 кг/кв.см.

Есть еще одна разновидность экструдера, когда сырье продавливает через фильеру поршень, двигающийся возвратно-поступательно.

По стоимости и производительности ударно-механические прессы занимают среднее положение между гидравлическими и шнековыми моделями. То же можно сказать о плотности бруска: она составляет 1–1,15 кг/куб.см. Он имеет сечение круглой формы (тип Nestro) со сквозным отверстием.

Ударно-механический пресс работает непрерывно.

Недостаток оборудования – ускоренный износ подшипника из-за ударного воздействия.

Пресс-гранулятор

Это универсальный экструдер для изготовления мелкофракционного прессованного продукта. Если сырьем выступает измельченное зерно – на выходе получают комбикорм; если опилки, торф, шелуха семян и пр. – топливные гранулы (пеллеты). Преимущество малокалиберных брикетов состоит в возможности автоматической подачи их в камеру сгорания котла шнековым или поршневым питателем. Теплогенератор должен быть оборудован специальной пеллетной горелкой.

Инструкция по изготовлению пресса

Для создания самодельного станка потребуются инструменты:

• сварочный аппарат;
• болгарка с отрезными дисками по металлу;
• дрель;
• рулетка;
• карандаш или маркер.

Для создания самодельного станка требуется сварочный аппарат.

Порядок действий зависит от того, какой привод будет использоваться.

Ручной

Начинают с изготовления станины. Эта часть воспринимает все усилия, возникающие в элементах конструкции, поэтому она должна быть прочной. Станина представляет собой раму из толстого уголка или профилированной трубы с усилением в местах, подверженных наибольшему давлению.

На следующем этапе делают пресс-форму. Для этого от круглой или квадратной трубы с толстыми стенками отрезают фрагмент нужной длины. В нижней части стакана делают несколько тонких отверстий для выхода воздуха и влаги.

Нужно продумать способ извлечения готового брикета из формы.

Есть 3 варианта:

1. Стакан оснащают подвижным дном с пружиной под ним. Та выталкивает брикет после снятия нагрузки. Недостаток решения в том, что пружина быстро изнашивается, теряя упругость.
2. Делают съемное дно. Его демонтируют в конце цикла, затем выталкивают готовый брикет прессом.
3. Применяют разборный стакан из 2 половин. Перед прессованием на него надевают 2 кольца из арматуры.

Форму помещают в емкость или обваривают по периметру бортиком, чтобы вылившаяся из нее в процессе прессования вода не растекалась.

Ручной пресс начинают с изготовления станины.

Пуансон вырезают из стального листа толщиной не менее 3 мм.

В завершение к станине приваривают кронштейн, предварительно вставив в него ось рычага, или 4 стойки с гайкой для винтового механизма.

Чертежи пресса для изготовления брикетов

С электромотором

К модели на базе гидравлического домкрата с насосом и двигателем предъявляют более высокие требования в части прочности. Действуйте в таком порядке:

1. Сделайте сварную станину из швеллеров.
2. По углам приварите стойки длиной по 1,5 м.
3. Между ними закрепите барабан для смешивания опилок и связующего вещества, снятый со старой стиральной машины или изготовленный из трубы большого диаметра.
4. Ниже установите стальной оцинкованный лоток для подачи смеси в форму.
5. Прикрепите к стойкам гидродомкрат.
6. Сделайте и затем установите на свои места стакан и пуансон, как в ручном варианте.

Пресс готов к эксплуатации.

Технология производства топливных брикетов

В зависимости от сырья (опилки, листья, лузга)и вида брикета технологическая цепочка может отличаться, но большинство предприятий имеют полный набор указанных ниже технологических операций.

Измельчение и сушка

Эти операции могут меняться местами, либо отсутствовать при мелком производстве (домашняя установка, небольшой цех с небольшим количеством отходов).

Рекомендуем данные операции не исключать даже при небольших объемах, так как они повышают конечное качество брикетов:

• Сушка — обеспечивает лучшее прессование сырья. Как правило проводится в печах туннельного типа со шнековой подачей сырья.
• Измельчение — облегчает прохождение сырья на всех стадиях обработки. Проходит на дробилках различного типа (молотковые дробилки, щепорезы, промышленные шредеры).

Прессование

как работает пресс для брикетов RUF

Подготовленное сырье поступает в установку, где под действием давление нагревается и спекается за счет выделения естественного связующего – лигнина.

При использовании вторичного сырья могут применяться дополнительные связующие, которые вводятся в сырье перед прессом.

В таком случае понадобится бак-смеситель, где сырье и добавки будут смешиваться до равномерного распределения по объему.

При прессовании сырье под давлением нагревается до 240…320 °С, за счет чего происходит спекание брикета. В отдельных моделях прессов сырье может предварительно нагреваться с помощью ТЭНов при поступлении на шнек (брикеты pini-kay).

При прессовании важно не перегружать пресс (работать с соблюдением норм расхода), следить за однородностью сырья

Охлаждение и резка на поленья, упаковка.

При выходе с пресса готовый брикет обрезается (обламывается) и поступает на паллеты, где охлаждается короткое время. После чего продукцию необходимо упаковать, для того чтобы она не напитывала влагу.

Типы брикетировочных устройств

Основное оборудование для производства евродров, при помощи которого происходит их формирование, может быть различных видов как по типу используемого привода, так и по конструктивному исполнению и принципу действия. Так, в простейшем варианте для изготовления топливных брикетов своими руками может использоваться самодельный пресс, оснащенный винтовым, рычажным или гидравлическим приводом. Для изготовления евродров, производство которых организовано в промышленных масштабах, применяются универсальные станки экструдерного типа.

Самодельный пресс для изготовления брикетов

Ручные станки

Для того чтобы периодически производить небольшое количество евродров для собственных нужд, можно использовать ручной станок для изготовления брикетов, который приводится в действие посредством винтового, рычажного или гидравлического механизма. Основу такого станка, чертеж которого несложно найти в интернете, составляет рама. На раме фиксируются все остальные элементы конструкции:

• матрица, для изготовления которой можно использовать толстостенную трубу соответствующего диаметра;
• пуансон, изготавливаемый из толстого металлического листа, к которому приваривается труба, выполняющая функции штока;
• смесительный барабан, который можно изготовить из трубы большого диаметра или листа жести, сформировав из него цилиндр соответствующего размера;
• приводной механизм, в качестве которого может быть использован винт с рукояткой, рычаг или автомобильный гидравлический домкрат;
• лотки для загрузки сырья и выгрузки готовой продукции.

Устройство ручного станка для топливных брикетов

Принцип, по которому работает такая самодельная брикетировочная установка, достаточно прост: сырье, смешанное со связующим веществом в барабане, загружается в полость матрицы, где на него начинает оказываться давление пуансоном; после формирования брикета его выгружают через нижнюю часть матрицы, которая оснащена открывающимся дном. Брикеты, полученные на таком станке, необходимо просушить в печи или на открытом воздухе. Только после этого их можно использовать по назначению.

Брикетировочная установка экструдерного типа

При изготовлении брикетов в производственных условиях, как уже говорилось выше, используются станки экструдерного типа. Сырье, подаваемое в рабочую камеру такого устройства, захватывается вращающимся шнеком и перемещается к отверстиям матрицы. При продавливании через такие отверстия под большим давлением из сырья формируются гранулы с плотной внутренней структурой.

Гидравлическое оборудование для брикетирования, в отличие от механических станков, более неприхотливо к сырью

При использовании данного станка в сырье для производства брикетов не добавляют связующих веществ, так как создаваемого давления вполне достаточно для того, чтобы из опилочной массы выделялся лигнин. После производства топливных гранул на экструдерном станке их подвергают охлаждению, сушке и упаковке.

“Навозная экономика”

Концепция, получившая в сегодняшней Индии презрительную кличку “навозная экономика”, является, на самом деле, прямым путем к прогрессу и процветанию общества.

Неслучайно еще древние ученые считали навоз сокровищем, основой богатства и процветания страны и ее экономики.

Судите сами. Достаточно принять тот факт, что навоз – важнейший продукт, основа нашего благополучия, продукт, которому нет альтернативы, и начать правильно действовать в соответствии с этим, как перед нами сразу же открываются следующие перспективы:

Сколь многим мы, люди, обязаны этим мирным жвачным животным! Да, с возрастом животные могут перестать давать молоко, не смогут больше работать в полях и приносить потомство… Но никогда они не перестанут снабжать нас этим ценнейшим ресурсом – навозом!

Когда разведение коров и быков было принудительно сделано прерогативой нескольких крупных животноводческих предприятий, это повлекло за собой печальные последствия.

Этот уникальный продукт – навоз – стал недоступен многим земледельцам, и основная часть населения оказалась в плену бедности, голода, оскудения почвы, деградации во всех сферах жизни.

Я обращаюсь к наиболее активным соотечественникам в Индии: требуйте от правительства, чтобы разрушительная сельскохозяйственная политика была скорректирована, чтобы в сельское хозяйство вернулся здравый смысл, а на поля – навоз!

В настоящее время традиции использования навоза уничтожены из-за его малодоступности, и печальные последствия не заставили себя долго ждать:

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.