Топливные брикеты (евродрова) своими руками, оборудование для производства пеллет (древесных гранул) из опилок

Промышленное производство

Если говорить о промышленном производстве, то здесь топливные брикеты делают с помощью одной из трех возможных технологий:

• посредством гидравлических прессов и при высоком давлении – в итоге получаются изделия, внешне напоминающие небольшие кирпичики;
• посредством шнековых прессов при давлении и термальной обработке – в итоге выходят брикеты, имеющие форму пустого многогранника;
• посредством гидравлических либо же механических прессов при высоком давлении – как результат, изделия цилиндрической формы.

Чтобы более детально ознакомиться с этим процессом, посмотрите тематический видеоролик.

Виды прессов

Различают 4 разновидности пресса. Разница между ними в принципе работы и стоимости устройства.

Виды:

• ударно-механический пресс;
• гидравлический пресс;
• шнековый пресс;
• пресс-гранулятор.

Принцип работы ударно-механического пресса основан на ударах, под действием которых щепки продавливаются через фильеру. Преимуществом данного устройства считается то, что помимо древесных отходов прессовать можно остатки МДФ или угольную пыль. Длительное время прибор может работать без вмешательства человека.

Пресс для брикетирования опилок гидравлического типа схож по принципу действия с применением гидравлического домкрата. Пресс-форма заполняется сырьем и на нее оказывается давление гидроцилиндром. Недостатком данной модели можно считать невысокий объем выпускаемой продукции. Для прессования опилок и создания евродров в гидравлическом прессе требуется применять связующее.

Производство пеллет с использованием шнекового пресса производится при воздействии высоких температур. Измельченная древесина подается на шнек через фильеру. Под оказываемым давлением сырье прессуется. По причине возникновения высокой температуры, у древесины проступает ее природное связующее, вследствие чего прессованный брус обладает достаточной прочностью. Брикетированная линия имеет схожие черты с работой мясорубки, то есть готовое сырье помещается в отверстие, перемешивается в бункере и выходит через сужающийся канал.

Прессовка опилок при помощи пресс-гранулятора достаточно быстрый процесс. Изготовить получится только продукцию небольшого размера. Существенным достоинством данного изделия можно считать его стоимость и наличие различных дополнительных приспособлений, которые позволяют улучшить качество продукции.

Чтобы получить из опилок топливо, на любом виде пресса необходимо их подготовить. Уровень влажности сырья должен находиться в пределах 4-10%, а также предварительно необходимо измельчить на фракции размером 25х25 мм.

Использование других материалов

Пожалуй, не стоит лишний раз рассказывать о том, как хорошо горит бумага и какой количество пепла после этого остается. К примеру, килограмм спрессованной бумаги может гореть порядка 2-х часов, выделяя в это время большие объемы тепловой энергии. При этом пепла после этого остается очень мало – порядка 5-ти процентов от изначальной массы.

Следовательно, вопрос: стоит ли продавать макулатуру и можно ли накупить дров за деньги, вырученные за это? Или лучше использовать ее при изготовлении топливных брикетов? В данном случае все достаточно сложно, поскольку существует ряд важный нюансов.

• Для изготовления брикетов потребуется много бумаги.
• Бумагу необходимо как-то измельчить, что крайне сложно – это вам не опилки и не дрова! Всю макулатуру потребуется порвать на куски размером в 20х20 миллиметров. Для этого придется использовать комбайн.
• Далее измельченную бумагу следует залить теплой водой. Затем нужно ждать до тех пор, пока бумага не трансформируется в жижицу, а раствор станет жидким.
• Остатки воды удаляются, а образованная смесь разливается по заранее приготовленным формочкам.
• После того как масса избавится ото всей жидкости, брикеты извлекаются из формочек и просушиваются на открытом воздухе.

Из мусора

Внимание! Опытные мастера, использовавшие описанную технологию, советую добавлять в бумагу крахмал после заливки водой. Помимо того, бумага может быть использована в роли связующего вещества, когда топливные брикеты производятся своими руками из древесной стружки (об этом мы уже упоминали выше)

Но есть ряд прочих материалов, которые способны выполнять аналогичную функцию – это, например, лузга от семечек либо хвоя. Честно говоря, не наилучшие варианты, но в отсутствие альтернативы вполне пригодные. Хотя есть у них свои недостатки:

Помимо того, бумага может быть использована в роли связующего вещества, когда топливные брикеты производятся своими руками из древесной стружки (об этом мы уже упоминали выше). Но есть ряд прочих материалов, которые способны выполнять аналогичную функцию – это, например, лузга от семечек либо хвоя. Честно говоря, не наилучшие варианты, но в отсутствие альтернативы вполне пригодные. Хотя есть у них свои недостатки:

• если иголки хвои очень крупные, то их придется измельчить при помощи обычных ножниц, а это очень трудно, причем занимает много времени; да и хвоя в готовых изделиях будет постоянно колоть вам руки;
• с лузгой неприятностей еще больше – да, в процессе изготовления она достаточно удобна, вот только готовые брикеты, сделанные таким образом, очень любят мыши, поэтому зимой на складе у вас будет их очень много; грызуны приступят к «пиршеству» еще на этапе сушки, следовательно, большое количество продукции будет безнадежно испорчено.

Доступные способы создания давления (прессования)

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

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

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

Метод мускульной силы

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

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

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

Глубина погружения определяется по формуле:

h = H × (1 – q₁ / q₂)

где, h – глубина погружения;

q₁— исходная масса сырья в сухом виде;

q₂— масса сырья в виде брикета;

H – высота стакана.

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

• уменьшить длину стакана;
• подсыпать древесные опилки.

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

Метод с применением гидравлического домкрата

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

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

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

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

Метод, с использованием винтового механизма

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

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

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

Достоинства:

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

Недостатки:

низкая скорость работы.

Важно помнить, что в процессе работы с таким устройством не следует не следует прикладывать слишком большое усилие. Это приводит к быстрому износу резьбы

Чтобы понять, когда необходимо прекратить работу, можно изготовить несколько пробных брикетов и ориентироваться по их качеству. Второй способ, который спасет вас от поломки устройства, это нанесения меток на резьбу. Так вы обозначите место максимального погружения, и сможете предотвратить быстрый износ.

Процесс изготовления брикетов своими руками

Технология производства прессованного топлива имеет свои особенности.

Весь процесс изготовления древесных брикетов построен на нескольких этапах:

1. Подготовка сырья. Все применяемые отходы должны иметь однородную консистенцию. Поэтому сырье необходимо изначально полностью измельчить.

2. Сушка. Подготовленный для прессования материал необходимо высушить. После просушки сырье должно содержать не более 15 процентов влаги.

3. Брикетирование. Данный этап является завершающим. Прессование измельченного и достаточно сухого сырья осуществляется с помощью гидравлического пресса или экструзионным методом. Оба способа изготовления подразумевают процесс сильного сдавливания подготовленного сырья. В результате, из природного материала выделяется лигнин, за счет которого сухая сыпучая масса склеивается.

Сделать это довольно просто:

• Замочить мелкие древесные остатки в воде.
• Смешать влажное сырье с глиной в соотношении 1*10.
• С помощью самодельного пресса сформировать брикет.

Полученное топливо сушится в естественных условиях на улице. Вместо глины, в качестве вяжущего вещества, можно использовать клей для обоев или размоченный в воде картон.

Оборудование для производства брикетов

Прессовое и сушильное оборудование, представляющее собой технологическую линию по производству брикет, в домашних условиях недоступно из-за своей высокой стоимости и габаритов. Домашние мастера используют самодельные станки, позволяющие отформовать смесь для топливных брикетов в кирпичики или «шайбы». Главные элементы подобной установки – это механизм, создающий давление, и сама форма. Как их объединить в одно целое – решать вам, вариантов существует множество.

На данный момент самодельный пресс для брикетов изготавливается домашними умельцами в 3 исполнениях:

• с ручным приводом;
• с применением домкратов;
• с гидравлическим приводом.

Первый вариант самый простой. Из металлической профильной трубы на сварке выполняется рама, которая для удобства может прикрепляться к стене дома или сарая. В нижней части рамы неподвижно устанавливается форма круглой или прямоугольной конфигурации, а сверху на шарнире крепится длинный рычаг. К нему присоединяется нажимной элемент, входящий внутрь формы с небольшим зазором.

Второй и третий варианты отличаются тем, что пресс для опилок механизирован домкратом либо гидроприводом, устанавливаемым вместо рычага. Для того чтобы во время прессования из формы могла вытекать вода, в ее донной части делается несколько небольших отверстий. Конструкция такого станка показана на видео:

Этап 4. Формирование брикетов

Шаг 1. Вначале возьмите подготовленное исходное сырье (опилки и проч.) и перемешайте его с сухой глиной. Для килограмма отходов потребуется примерно 100 граммов глины, следовательно, соотношение будет следующим: 10:1. В образованную смесь добавьте небольшое количество воды, еще раз тщательно все перемешайте. Следите за тем, чтобы смесь не получилась слишком жидкой или слишком густой – в идеале она должно отлично лепиться.

Внимание! При этом следует учесть тот факт, что плотность готового изделия обратно пропорционально зависит от количества добавленной воды. Более того, если жидкости будет слишком много, то брикеты будут долго сохнуть

Можете добавить в смесь немного мелко порезанной бумаги – это значительно улучшит горение.

Шаг 2. Образованную смесь засыпьте в заранее подготовленные формочки и тщательно спрессуйте. Постарайтесь, чтобы под прессом из изделий вышло максимальное количество жидкости. На некоторое время оставьте брикеты в этом виде.

Шаг 3. Далее просушите готовые изделия. Для сушения желательно использовать топку, хотя в ее отсутствие можете сделать это на солнце. Следите, чтобы высыхание было полным! Если брикеты получатся сырыми, то они не только не будут гореть, но и будут крошиться ввиду незначительной прочности. А чтобы как-то увеличить прочность, обложите изделия при сушке сухими листьями либо бумагой.

Шаг 4. Как только брикеты полностью высохнут, уложите их в заранее подготовленное место и в дальнейшем используйте по прямому назначению.

А вот еще один интересный вариант производства.

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.

Используемое сырье

Брикеты представляют собой компактное топливо, которое изготавливается из отходов, обладающих горючими свойствами.

Для производства энергетического сырья в основном используют:

1. Остатки древесины. Чаще всего в качестве материала для прессования брикетов выступают стружка или опилки. Также для этих целей можно использовать древесную пыль, ветки деревьев различных пород. При этом топливо лучшего качества получается из отходов дуба и ольхи, а также из березовых и осиновых остатков.

2. Солома. Сухие стебли бобовых или злаковых культур имеют высокий уровень горючести. Поэтому солома является прекрасным материалом для изготовления топливных брикетов своими руками.

3. Бумага. Макулатуру часто используют при собственном производстве прессованного топлива. Но изготавливаемые картонные или бумажные брикеты имеют довольно непродолжительное время горения, и оставляют после себя большое количество пепла.

Прессованное топливо иногда создают из ореховой скорлупы или лузги семечек. В сырье, подготовленное для брикетов, добавляют различные клеевые компоненты, которые позволяют связать горючие частицы.

Преимущества и минусы

Очень важное достоинство данного вида перед дровами – это более высокая температура горения. Это объясняется низкой влажностью брикетов и более высокой плотностью.
Брикеты занимают на много меньше места, чем дрова.
Горят более равномерно и дольше.
Производится данный вид из отходов, а это не приносит разрушения окружающей экологии.
Из-за невысокой влажности брикеты выделяют меньше сажи и не так засоряют дымоотводы.. Несмотря на внушительный ряд достоинств, этот топливный материал имеет некоторые минусы:

Несмотря на внушительный ряд достоинств, этот топливный материал имеет некоторые минусы:

1. Цена. Ошибочно полагают, что стоимость брикетов намного выше, если сравнивать их с дровами. Но, к этому вопросу необходимо подходить со стороны подсчета единицы тепла, которая от них получается. И с этой точки зрения использовать брикеты намного выгоднее.
2. Плохая устойчивость к воздействию влаги. Эти материалы необходимо хранить в сухом месте. Под воздействием влаги они рассыпаются.
3. Некачественный сырьевой материал. При производстве недобросовестные изготовители не всегда берут в работу сырье нужного качества. А мягкая порода дерева, прогнившая и обработанная химикатами древесина, может увеличить объем, но снижает качество конечного продукта.