Производство топливных брикетов из опилок в домашних условиях

Производство

Процесс производства, как мы уже говорили, достаточно простой, даже несмотря на то, что проходит он в домашних условиях.

Чтобы сделать брикеты для топки печей своими руками необходимо:

• Подготовить качественное сырье, измельчить его до нужной консистенции, просушить. Для того чтобы улучшить качество горения, в любое сырье можно добавить бумагу.
• При необходимости добавить связующий элемент (глину, лигнин), долить воды, загрузить в пресс-машину.
• Провести прессование изделия в подходящей форме при высоком давлении и желательно высокой температуре.
• Высушить готовое изделие, по возможности упаковать для защиты от внешних факторов. При сушке можно использовать ветошь и бумагу, способные вытянуть из брикета остатки влаги.

Проведя все эти работы вы получите отличное топливо, которым можно легко и быстро истопить баню. обогреть дом. При этом на длительном временном отрезке вы ощутите выгоду и экономию средств от применения подобных экодров.

Отметим, что во время работы следует постараться добиться влажности брикетов не более 10-12%, чтобы они отлично горели. Промышленно изготовленные брикеты имеют влажность менее 10%.

Чтобы убедиться в отменных характеристиках подобного вида топлива, можно купить себе немного евробрикетов на пробу в любом магазине. В то же время для создания подходящей атмосферы можно иногда растапливать камин или печь обычными дровами, ведь применение разных видов топлива не несет взаимоисключающий характер.

1 Общие сведения

Домашнее производство топливных опилок можно организовать где угодно, это может быть в любом подсобном помещении или даже на улице. Получаемое топливо отлично подходит для розжига любого твердотопливного котла независимо от его модификации. Кроме этого, горючее можно использовать для отопления каминов, бань. Сфера применения разнообразна, именно поэтому топливо так ценят владельцы частных домов и загородных коттеджей.

Брикеты состоят из отходов горючего. Для его изготовления используют сушеную траву, торф, шелуху подсолнечника и другие отходы, которые остались после обработки дерева. И если в недавнем прошлом от этого мусора избавлялись, то теперь из него изготавливают евродрова своими руками.

Отапливать таким вторсырьем можно что угодно — частные дома, производственные и жилые помещения, котловые установки. При этом у такого вида сырья есть преимущества, которые заключаются в следующем:

• Гораздо больший показатель теплотворности, прессованные опилки отдают значительно больше тепловой энергии, чем обычная древесина. Это происходит вследствие того, что давление, которое оказывалось на материал при изготовлении, достигает наивысшего значения.
• Экологически чистый продукт — технология, которая применяется при производстве, не предусматривает использование каких-либо токсичных материалов.
• Удобное складирование. Для хранения традиционных дров требуется много места, так как они, как правило, различаются и по форме, и по размерам, а торфобрикеты можно легко сложить ровными штабелями.
• Универсальность. Самодельными брикетами можно отапливать любые печные устройства.
• Низкая цена. Материалы, используемые для изготовления топлива — это отходы, которые можно приобрести по низкой стоимости.
• Ровный и равномерный процесс горения. Топливо не трещит и не разбрасывает угли.

Помимо явных преимуществ, самодельные брикеты имеют и недостатки. Главными минусами прессованных опилок считаются следующие факторы:

• Материал, который применяется для производства, не переносит сырости, поэтому хранить его необходимо в сухом и хорошо проветриваемом помещении. Во влажном состоянии он непригоден для изготовления.
• Приобрести древесные отходы можно только в специальных местах, например, на деревоперерабатывающих комбинатах, что не всегда удобно.
• Сложный розжиг, так как прессовка материала довольно плотная, то брикет крайне сложно разжечь.

Доступные способы создания давления

Существует три распространенных способа достижения давления, которые хорошо подойдут для самостоятельно изготовленного пресса для получения топливных брикетов: применение рычага, гидравлического домкрата или винта. Каждый из них по-своему хорош, а их реализация на практике не очень сложна.

Использование мускульной силы и рычага

Обычно в качестве рычага берут металлическую трубу. Она не должна сгибаться под воздействием мускульной силы человека. Например, хорошо подойдет усиленная водопроводная труба диаметра 40 или 50 мм с толщиной стенки 4 – 4.5 мм.

Формула для расчета силы давления поршня (m) в зависимости от прикладываемого человеком усилия (M), расстояния от поршня до точки крепления рычага (l) и его общей длины (L)

Длину рычага и расстояние от точки опоры до соединения с поршнем выбирают не только ориентируясь на достижение нужного давления. Еще один немаловажный параметр – глубина погружения поршня в стакан (h, см).

Ее рассчитывают по формуле:

h = R * (l / L)

Здесь R (см) – высота, на которую опустится конец рычага.

Желательно сделать конструкцию таким образом, чтобы глубина погружения поршня была достаточной для формирования брикета без повторного сжатия с предварительной досыпкой материала. Это сильно увеличит темп производства.

Необходимую глубину погружения поршня (h, см) можно рассчитать, зная исходную сухую (q1) и брикетированную (q2) плотность сырья и высоту стакана (H):

h = H * (1 – q1 / q2)

Если по какой-либо причине произошла ошибка (как правило, из-за неправильного определения значения исходной плотности сырья) и глубины погружения поршня недостаточно для придания нужной твердости изделию, то необязательно переваривать всю конструкцию.

Можно или уменьшить высоту стакана, или, досыпая опилки, прессовать один брикет за два или три прохода.

Применение гидравлического домкрата

Для создания сильного давления используют гидравлические устройства, такие как привычные бутылочные домкраты. Как правило, в хозяйстве, где есть автомобиль или другая техника, такие гидроагрегаты есть, однако их грузоподъемность может быть недостаточна.

Конструкция типового гидравлического пресса состоит из рамы и подвижной балки, на которую ставят домкрат. Возврат системы в исходное положение происходит за счет действия пружин

Домкраты стоят недорого. Так, модели, рассчитанные на 30-40 тонн, можно приобрести менее чем за 5 тысяч рублей. А с такими показателями уже можно получать брикеты большого сечения или сразу несколько (3-5) экземпляров обычного размера.

Для получения нескольких брикетов одновременно, нужное количество пресс-форм ставят в ряд. Средняя подвижная рама должна быть прочной, чтобы со временем она не прогнулась. Лучше всего ее выполнить из двутавровой балки или толстостенной профильной трубы.

Винтовой механизм прессования

Принцип действия ручного винтового пресса аналогичен рычажному, только прилагаемое усилие передается под углом в 90°. Чем больше диаметр рукоятки и меньше шаг резьбы, тем больше коэффициент увеличения давления.

Винтовой пресс для опилок похож на устройство для отжима сока. Однако создаваемое в нем давление гораздо больше. Поэтому и прочность резьбового механизма должна быть выше

Такая конструкция также позволяет создавать большее давление, чем станок на основе рычажного механизма. Значимым ее минусом является наиболее медленная среди представленных вариантов скорость работы.

Однако к плюсам можно отнести:

• простоту конструкции;
• возможность купить такой пресс за небольшие деньги с незначительной доработкой под нужды брикетирования;
• маленький размер.

При работе с винтовым прессом не следует его использовать “до упора”, когда физических сил уже не хватает, чтобы провернуть механизм. В этом случае на резьбу с одной стороны действует сила прилагаемая человеком, а с другой (под 90°) – сила сопротивления получаемого брикета. Это приведет к быстрому износу резьбы или ее срыву.

Преимущества топливных брикетов

Главное преимущество брикет — в 1,5-2 раза выше температура горения, чем у дров. При влажности 20% теплотворная способность древесины 2500—2700 ккал/кг, брикет — 4500—4900 ккал/кг.

И этому есть простые и логичные объяснения:

1. У брикетов низкая влажность. Чем ниже влажность дров, тем выше их теплоотдача. Нормальная влажность древесины при правильном хранении составляет 15-20%. У брикетов влажность составляет 4-8% и достигается за счет принудительной сушки — обязательного этапа их производства.
2. У брикетов высокая плотность. Почему дубовые дрова горят жарче тополиных? Из-за плотности. Плотность дуба — 0,81г/см3, тополя — 0,4г/см3. То есть, в каждом см3 дуба содержится больше полезного и горючего древесного вещества, чем в тополе. Плотность брикет 0,95-1г/см3. В них содержание горючего вещества на единицу объема еще выше, чем у дуба. Соответственно выше и теплотворная способность.

Низкая влажность и высокая плотность — залог успеха брикетов. Если высушить дрова до влажности 4-8%, то по теплотворности они сравнятся с брикетами.

Другие преимущества брикет:

1. Занимают меньше места.
2. Равномернее и дольше горят.
3. Делаются из отходов. Если вам небезразлична экология и окружение.
4. За счет низкой влажности, брикеты выделяют меньше сажи и слабее загрязняют дымоход.

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.

Солома как топливо: теплотворная способность

Удельную теплотворную способность любого топлива измеряют в различных единицах, но проще всего это делать в киловаттах (кВт) на 1 кг веса, однако можно использовать мегаджоули (МДж) или килокалории (кКал).

Мы составили таблицу, в которую включили теплотворную способность различных видов соломы и тех материалов, которые чаще других используют для отопления дома или дачи:

Материал	Теплотворная способность
кКал	кВт	МДж
Солома пшеничная свежая	3400	3,95	14,2
Солома пшеничная сухая	3750	4,4	15,7
Солома льняная свежая	3400	3,95	14,2
Солома льняная сухая	3805	4,4	16
Пеллеты/брикеты из свежей соломы (влажность 30–40%)	3500	4	14,65
Пеллеты/брикеты из соломы после высыхания (влажность 10–15 %)	4000	4,65	16,7
Дрова свежие (влажность 50–60%)	1940	2,2	8,1
Дрова сухие (влажность 20%)	3400	3,95	14,2
Уголь бурый	3100	3,6	13
Уголь черный (каменный)	6450	7,5	27
Щепа сухая (влажность 20–30%)	2610	3	11
Опилки (влажность 20–40%)	2100	2,4	8,8
Пеллеты/брикеты из опилок или щепы	4100	4,8	17,1

По своей теплотворной способности солома находится на одном уровне с высушенной древесиной, поэтому хорошо подходит для отопления.

Поэтому для превращения этого материала в полноценное топливо необходимо каким-то способом повысить его плотность. Однако существуют отопительные печи, способные работать на не спрессованной соломе, но все они отличаются очень большими размерами и невысокой эффективностью.

Основные преимущества

Топливные брикеты являются современным видом альтернативного топлива. Их можно использовать в любых печах, каминах, котлах, мангалах, барбекю. Представляют собой евробрикеты цилиндрические заготовки, напоминающие дрова, либо прямоугольные кирпичики. Небольшие габариты позволяют размещать их в топках любого размера.

Из чего делают брикеты? Чаще всего используют древесину (опилки, стружку, пыль), но используют и солому, бумагу, торф, уголь, шелуху семян или орехов и даже навоз. Состав евробрикета может значительно отличаться, в зависимости от того, какая технология используется при производстве.

В то же время все виды сырья, из которого можно произвести еродрова являются природными, абсолютно натуральными. Изготовление топливных брикетов в домашних условиях позволит создать экологичный продукт, который практически полностью будет сгорать в топке печи и при этом выделять минимум дыма.

Сделанный в домашних условиях евробрикет можно использовать для растопки банной печи или отопления дома. Поскольку сырье спрессовано достаточно сильно и количество влаги минимальное, топливный брикет долго горит, постоянно выделяя большое количество тепла. Интересный момент подметили люди, уже активно использующие подобное топливо: если растапливать экодровами свой мангал и жарить на нем еду, при попадании на брикеты жира он не воспламеняется.

Склад готовых екробрикетов кустарного производства

Для печей, котлов и каминов, работающих на твердом топливе, отличным вариантом станут брикеты из опилок. Они неспешно разгораются, но после горят длительное время и выделяют большое количество тепла. Объясняется это высокой плотностью изделия из прессованной древесины. Теплоотдача от брикетов значительно превышает уровень тепла, получаемый при сгорании даже самых сухими дров, хранение и сушка которых заняли минимум год.

Влажность топливных брикетов составляет 8-9%, сухие дрова в свою очередь имеют показатель в 20%. Получается, что изготавливаемый из той же древесины брикет, горит лучше самой древесины. Такой эффект образуется вследствие того, что при горении топливным брикетам не нужно испарять большое количество влаги.

Брикет горит стабильным огнем, без всплесков, искр, треска, а количество дыма, выделяемого при горении, можно охарактеризовать как малое. Закладывать подобное топливо в печь крайне удобно, поскольку все изделия имеют одинаковую правильную форму.

Небольшая хитрость: если требуется создать интенсивный огонь с большой теплоотдачей, следует закладывать топливные брикеты в топку на некотором расстоянии друг от друга и, наоборот, для поддержания тления, необходимо плотно соединить в топке все экодрова.

Размещение в топке экологических самодельных брикетов топлива

Как и любой товар, топливные брикеты не лишены минусов:

• Прежде всего стоит отметить, что они очень уязвимы к влаге, поэтому продаются в целлофановой упаковке.
• Брикеты не способны противостоять механическим воздействиям, особенно изделия, сделанные по технологии РУФ. не обожженные снаружи.
• Если вы захотите наладить изготовление подобных вещей дома, это влетит вам в копеечку, хотя на длинной дистанции выгода непременно будет. Дело в том, что вам придется приобрести установку для измельчения, сушилку и пресс-машину, чтобы проводить весь цикл работ с сырьем. С подходящим оборудованием наладить кустарное производство топливных брикетов можно будет даже в собственном гараже.

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.

Видео на закуску

Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

Опилки, отходы сельхозпроизводства, листья и другой растительный мусор — все это является превосходным топливом.

Но для обычного котла оно становится «удобоваримым» только в виде прессованных брикетов — без обработки его придется подсыпать каждые 5 минут, причем большая часть просыплется сквозь колосниковую решетку.

Мощные прессы для работы с таким сырьем выпускаются сегодня в изобилии, но ввиду высокой стоимости покупать подобный агрегат выгодно только с целью организации постоянного производства.

Обывателю же приходится делать пресс для изготовления топливных брикетов своими руками.

Исходный материал, большую часть которого обычно составляют поступающие с деревообрабатывающих предприятий опилки и обрезки древесины, измельчают и тщательно высушивают.

В конечном итоге влажность сырья доводится до 8% — 10%.

Помимо компонентов растительного происхождения — древесных отходов и шелухи различных сельскохозяйственных культур — для изготовления брикетов может использоваться угольная пыль.

Следующий этап — собственно, изготовление брикетов из подготовленной массы.

Для этого применяют один из двух способов:

1. Прессование:
   сырье засыпают в круглые или прямоугольные формы (данный элемент называется матрицей), где его сжимают при помощи мощного гидравлического пресса. Деталь, непосредственно воздействующая на сырьевой материал, называется пуансоном. Машина развивает давление в 300 – 600 атм.
2. Экструзия:
   экструдер очень похож на шнековую мясорубку. Шнек продавливает сырье через постепенно сужающийся формовочный канал и возникающее при этом давление достигает 1000 атм.

Сильное сжатие приводит к следующим явлениям:

1. Температура массы сильно повышается.
2. Частички сырья начинают выделять клейкое вещество — лигнин. В условиях нагрева он надежно связывает рассыпчатую массу, превращая ее в твердый цельный брикет.
3. Плотность материала повышается до 900 – 1100 кг/куб. м. Для сравнения: плотность древесины составляет всего 500 – 550 кг/куб. м. Вместе с плотностью возрастает и энергетическая ценность топлива в расчете на единицу объема: теперь его запас на зиму будет занимать в два раза меньше места. Да и гореть прессованная чурка будет дольше обычного полена.