Проблемой полной утилизации отходов уже давно занимались в различных сферах деятельности.

Задача использования отходов лесопользования на 100% все еще не реализована.

Топливные пеллеты и брикеты, получаемые из отходов древесины, позволяют достичь этого уже в наше время.

Переработка леса, отходов пиления, обработки не стояла раньше так остро, кроме тех регионов, где делового леса не осталось вообще.

Сегодня внедрение новых технологий глубокой становится все более выгодным.

Древесные брикеты и пеллеты (топливные — общая группа) — это изделия из модифицированной древесины (стандартное обозначение).

В эту группу входят как брикеты и пеллеты, изготовленные непосредственно из отходов пиления древесины, так и те, которые изготовлены из всего остального органического сырья, имеющего способность к горению.

Пеллеты характеризуются по следующим показателям гранул :

• диаметр - от 6 до 25 мм;
• длина - от 5 до 50 мм;
• плотность - от 1000 до 1400 кг/м3;
• влажность - от 8 до 10%;
• насыпная масса - 500 — 600 кг/м3;
• зольность - максимум 5%;
• истираемость.

Основные характеристики и теплотворная способность пеллет в зависимости от их вида приведены в таблице:

Топливные брикеты в основном производятся из древесины, но технология производства делится на несколько разных направлений . Рассмотрим их подробнее ниже, поскольку условно принцип изготовления делится на два направления, каждое из которых включает в себя несколько подвидов.

Как любой продукт пеллеты и брикеты имеют свои плюсы и небольшие минусы.

К несомненным достоинствам сразу можно отнести то, что в виде пеллет древесина по сравнению с обычными дровами:

• занимает меньший объем;
• имеет более низкую влажность, что позволяет выделять большее количество тепла.

Пеллеты имеют высокую насыпную плотность, что позволяет транспортировать их с высокой эффективностью и минимальными трудозатратами.

Стандарт по транспортировке пеллет:

• в мешках,
• в биг-бэгах,
• в вагонах для сыпучих материалов по железнодорожному транспорту.

Рассматривать низкое воздействие на окружающую среду подробно не будем.

Ограничимся информацией о низкой зольности и малым выделением СО2 .

В процессе горения пеллеты выделяют столько же углекислого газа, сколько было потреблено растением за время роста.

Недостатки характеризуются лишь:

• ошибками в транспортировке;
• отсутствием четких поставок пеллет в отдельные районы, где люди имеют в пользовании пеллетные котлы.

Иными словами, нужно иметь стратегический запас пеллет на разные случаи. В случае с транспортировкой — есть вероятность набора пеллетами влажности, но это решается путем дополнительной естественной сушки в месте использования .

Хотя пеллеты транспортируются в закрытой таре с использованием влагонепроницаемых оболочек, возможны ситуации, когда транспортировка осуществляется навалом, без каких либо мер защиты.

Использование топливных пеллет широко регламентировано за рубежом. В России же пеллеты пока нашли широкое применение лишь в западных регионах страны, где переработка древесных отходов - уже отлаженная отрасль.

Любой желающий наряду с твердотопливными, электрическими и газовыми котлами может установить у себя пеллетный котел в качестве альтернативы. Это позволяет быть независимым от цен на газ или электричество. Как ни крути, но в пересчете на дрова или электроэнергию, для отопления пеллеты остаются в выигрыше по всем пунктам .

Помимо частного использования, пеллеты широко используется на производствах как альтернатива закупаемому угольному топливу либо другим его видам. В качестве примера — деревообрабатывающее производство, где используются сушильные камеры и собственная система отопления в осенне-зимний период.

Собственное производство пеллет дает выигрыш по нескольким пунктам:

Производство пеллет нельзя назвать сложным процессом, но оборудование для него требуется качественное.

Если при производстве арболита важным элементом производства был щепорез, то в случае производства древесных гранул он является лишь одним из ряда необходимых, но не самым дорогостоящим.

Сердце производства - пресс-гранулятор .

Именно он и выдает конечный продукт — прессованные древесные гранулы .

Часто можно упрощать производство путем подмены технологических циклов. Однако при производстве пеллет упрощение допустимо только в конструкции пресса, что напрямую связано с производительностью установки.

Гранулятор, который используется при производстве комбикорма из мясокостной муки и гранулятор, который используется в производства пеллет внешне очень похожи.

Несмотря на сходство, комбикормовый гранулятор не сможет производить пеллеты с нормальной для топливных гранул плотностью из-за:

• особенностей применяемых материалов;
• рассчитанных нагрузок.

Почему так происходит — подробно рассмотрим далее.

Технология производства пеллет, как и большинство видов брикетов, основана на лигнине .

Это вещество выделяется при непосредственном производстве пеллет (брикетов).

Для того, чтобы пеллеты получились в соответствии с требуемыми параметрами следует соблюсти несколько правил, благодаря которым и получается нужный продукт.

Не всегда на входе мы имеем либо чисто опилочную массу, либо обрезь с пилорам.

В качестве сырья могут быть и ветки с делянок в лесу. Но такое рентабельно, когда само производство находится неподалеку. Сырьем могут служить:

• опилки,
• стружка из цеха.

Суть технологии заключается в придаче сырью, вне зависимости от первоначального вида, требуемых размеров и влажности непосредственно перед прессованием.

Самый первый этап, когда древесные отходя рубятся в щепу для последующей сушки.

Нюансы заключаются в габаритах сырья.

Если производство пеллет мощное, с ощутимыми соотношениями по массе производимой продукции в час, то и оборудование сможет без труда перемолоть в щепу без предварительной обработки:

• стволы поваленных деревьев,
• прочие отходы.

Обыкновенная рубильная машина типа РМ-200 может перерабатывать лишь ветки и сучья, не превышающие по размерам горловину загрузочного отверстия.

Шнековые и роторные рубильные машины для древесных отходов больших размеров относятся к более высокому классу оборудования, они позволяют перерабатывать несколько тонн древесины в час.

Сушка щепы необходима по двум причинам, а соблюдение этих норм важно для правильного прохождения технологического процесса. Первоначальная сушка достигается путем лежки щепы в кучах, без принудительного просушивания на линиях сушки, хотя возможен и такой первоначальный вариант.

Первоначальная рубка в щепу не всегда дает тот результат, который ожидается от рубильной машины. Перед отправкой получившейся щепы на доизмельчение ее необходимо просушить, так как принцип действия измельчителя основан на физических свойствах именно сухой щепы , а не сырой.

Второй важный момент заключается в том, что для выделения лигнина, содержащегося в клетках древесины и для склеивания частиц в прессе необходима определенная влажность , и влажность эта тоже регламентирована с точки зрения качества получаемого продукта.

Доводка размеров щепы до размеров, допустимых к переработке в грануляторе — следующий этап после сушки.

Доизмельчение щепы производится в молотковых мельницах .

В результате размер сырья приводится к величинам не более 4-х мм в любом из измерений.

Этот типоразмер сырья можно также получить, если имеется стружечная машина .

Сырьё в неё поступает в виде:

• щепы,
• кореньев,
• пней,
• сучьев,
• обрези с пилорам.

Именно из-за размеров матрицы гранулятора и требуется соблюдение размеров фракции сырья.

Качество получаемой на выходе из гранулятора продукции регулируется влажностью сырья. Средняя влажность поступающих в пресс-гранулятор опилок или измельченной щепы должна колебаться от 7 до 10%, так как именно это самое оптимальное соотношение влажности сырья к его объему .

Влажность, как было сказано выше, лучше довести от минимального значения к оптимальному, нежели устраивать линии сушки сырья с отбором проб и замерами влажности.

В увлажнителях барабанного типа сырье, проходящее через бункер-барабан обрабатывается горячим паром, который проникает в массу сырья и конденсируется на поверхности опилок. Это оптимальный вариант увлажнения.

Соотношение молекул воды в паре в перерасчете на обьем позволяет узко регулировать общий объем воды на всю проходящую массу сырья.

Пресс-гранулятор для производства пеллет имеет в своем устройстве так называемую матрицу .

Она может представлять собой:

• плоскую металлическую поверхность,
• круглую (цилиндрическую).

Изначально прессы с плоской матрицей создавались для использования там, не требуется создания высокого давления на точках контакта:

• в грануляторах комбикормов,
• для химической промышленности.

Прессы же с круглой матрицей с самого начала создавались для производства пеллет. После начала использования катков и плоских матриц, изготовленных из высоколегированных металлов и сплавов, стало возможным использование и моделей грануляторов с плоскими матрицами в производстве пеллет.

Матрица по своему устройству представляет собой металлическую деталь толщиной от 3 см, с отверстиями от 6-10 мм, в зависимости от производительности.

Катки в зоне контакта с матрицей создают смятие сырья вследствие давления и продавливают массу сквозь отверстия в матрице , на выходе из которой ножи обрезают выходящие цилиндрические гранулы.

Рабочая температура в зоне контакта может достигать высоких температур , но оптимальным считается температура 100-120 градусов по Цельсию.

Именно при этой температуре при смятии волокон и клеток древесины выделяющийся лигнин при воздействии влаги, находящейся в сырье, склеивает древесную массу. Уплотнение древесины при этом в сравнении со входящим сырьем достигает трехкратного размера.

Категорически не рекомендуется превышать установленные пороги температурных пределов и влажности. При чрезмерно высокой температуре и нормальной влажности не происходит качественное склеивание древесного сырья, а при увеличенной влажности пар внутри пеллет, разрывает сами гранулы.

Указанные причины могут свести на нет весь процесс гранулирования с большим процентом брака.

Поэтому во многих моделях грануляторов встроен и охладитель пеллет. При соблюдении всех требований по температурным и прочим режимам на выходе получаются гранулы очень высокого качества . Примеры оборудования мы рассмотрим ниже.

Оборудование для изготовления древесных гранул производится многими предприятиями. Рассмотрим кратко основные модели станков для производства пеллет из опилок.

Процесс изготовления пеллет на производстве представлен в видео:

Различают два основных вида топливных брикетов, имеющих различия как в способе изготовления, так и в характеристиках продукта. Из этих двух видов народными умельцами были взяты некоторые из принципов и внедрены в бытовое производство. У кого-то более удачно, у кого-то нет.

Брикеты, как более тяжелая разновидность пеллет, нашли широкое применение при использовании в быту.

Первый вид брикетов производится по оригинальной методике фирмы RUF (РУФ), для которой характерно изготовление на гидравлическом прессе брикетов прямоугольной формы.

Их изготавливают из опилок или подобного сырья при давлении 200-300 атмосфер.

Брикеты имеют вид кирпичиков светлого цвета , с отчетливо просматривающейся структурой из опилок.

Станки по методологии фирмы RUF имеют более продолжительный срок службы без вмешательства по сервисному обслуживанию, нежели станки PINI KAY, и вызвано это повышенным износом шнека в зоне контакта с выходным отверстием.

Второй вид брикетов, по технологии PINI KAY (Пини Кей), изготавливается с помощью шнековых прессов (как в мясорубке).

Характеризуются присутствием высокого давления в зоне формирования брикета с последующей тепловой обработкой.

Эти брикеты имеют вид шести- восьмигранных цилиндров, с отверстием внутри.

Снаружи они имеют темно-коричневый цвет , вследствие термической обработки, что повышает их прочность и значительно увеличивает время горения.

По сравнению с брикетами RUF брикеты PINI KAY имеют:

• более продолжительное время горения,
• большую теплотворную способность.

Это компенсирует баланс сил на рынке сбыта.

Существует и третий вид оборудования для производства брикетов. Он представляет собой соединение части технологий от первого и второго производителя. Метод производства у этого оборудования ударно-гидравлический.

Необходимое ударное давление создается:

• гидравлическим прессом,
• прессом однокривошипной конструкции.

Электродвигатель вращает маховик, который через передаточный механизм многократно увеличивает момент силы и передает ее на поршень, который и спрессовывает в зоне контакта древесное сырье .

В основном брикеты используются как альтернатива обыкновенным дровам, как топливо для твердотопливных котлов. Если пеллеты возможно автоматизированно дозировать с помощью дополнительных приспособлений, то брикеты в большинстве случаев закладываются вручную.

При надлежащем изучении сути технологии вполне возможно изготавливать топливные брикеты своими руками. Разница в качестве будет заключаться лишь в том, получится ли достигнуть необходимое давление в прессформе или нет. Рассмотрим несколько вариантов изготовления брикетов.

Из металла толщиной 4 мм нужно сварить формы, объединенные в одну.

В нее комплементарно, в каждую из квадратных ячеек, будет входить крышка и иметь свободный ход практически до середины глубины формы.

После укладки опилочной массы, обильно смоченной водой, сверху укладывается крышка и с помощью обыкновенного гидравлического домкрата производится уплотнение опилок в формах.

Суть метода заключается в поиске однокривошипного пресса, его доводке до нужного состояния с целью увеличения хода поршня с исходных 5 см до 20 см. Делается это путем добавления в конструкцию кривошипного механизма эксцентрика и изменении станины пресса с целью установки приемной гильзы для опилок. Метод подходит для небольших пилорам. Вариантов такой доработки масса:

• увеличение диаметра гильзы и поршня,
• уменьшения диаметра гильзы и поршня,
• увеличение производительности пресса на единицу времени и т.п.

Сводится к тому, чтобы при сборе инициативной группы собрать необходимые компоненты и изготовить по чертежам простейший пресс .

Он может быть:

• гидравлическим,
• ударного типа,
• шнековым.

В зависимости от выбранного типа нужно будет приобрести необходимые ключевые узлы .

Баланс стоимости готового оборудования прямо пропорционален затраченному на это оборудованию времени во время проектирования и изготовления. Можно просто найти чертежи и изготовить по ним.

Подводя предварительные итоги: если имеется постоянно пополняемая сырьевая база, возможный рынок сбыта, то почему бы и нет?

Суть в том, что на этот вопрос нельзя ответить однозначно.

Топливные брикеты будут в выигрыше с точки зрения:

• складских характеристик,
• теплотворной способности,
• времени затраченного на непосредственное применение по назначению покупателем.

С точки зрения качества все упирается именно в качество производства.

Как показывает практика, недобросовестные производители на рынке долго не задерживаются . Поэтому если объявление о продаже брикетов наблюдается год с лишним, скорее всего, качество присутствует. Другой вопрос о том, выгодно ли их производить в лесных районах? Выгодно, если реализовывать не там, где ведется производство. Только гений маркетинга сможет продавать людям то, аналог чего они могут получить бесплатно.

Рост цен на топливные ресурсы стал причиной необходимости энергетической экономии многими субъектами предпринимательской деятельности и частными лицами. Бизнесменам, ищущим прибыльные идеи для своего дела, следует обратить внимание на такие рентабельные ниши, как производство недорого топлива. Перспективным направлением деятельности является выработка брикетов из опилок. Какое используется оборудование для изготовления топливных брикетов? Как правильно его выбрать и организовать производство продукции и ее сбыт?

Топливные брикеты

Брикеты из опилок активно используются в качестве топлива с невысокими ценовыми параметрами. Поскольку организация производства не отличается сложностью, а сырье можно приобрести по невысоким ценам, то изготовление и продажа востребованного продукта может стать источником больших доходов.

Топливные брикеты имеют множество преимуществ по сравнению с аналогичными видами продуктов. Они относятся к категории эффективных видов твердого топлива, которые можно использовать для прогрева помещения. Отличительной чертой продукта является удобство в использовании, компактность, высокая калорийность и небольшая зольность.

Производство евродров выгодно с финансовой и экологической точки зрения. Для их изготовления достаточно приобрести специализированное оборудование. Высокие показатели рентабельности бизнеса обусловлены низкими затратами на приобретение сырья, в качестве которого могут быть использованы промышленные отходы предприятий, специализирующихся на деревообработке.

Для изготовления топлива можно использовать не только опилки, обрезки досок и бумагу, но и солому, ветки деревьев и сухие листья. В производстве брикетов используются также агропромышленные отходы, такие как лузга семечек и шелуха.

Базовая технология производства топливных гранул состоит из нескольких этапов, предполагающих подготовку сырьевого материала, смешение его и прессование с выделением отдельных фракций. После сушки и фасовки продукцию можно поставлять потребителям.

Если в качестве сырья используются не только опилки, но и крупные элементы после деревообработки, необходимо их предварительно измельчить. Исходный материал просушивают с целью достижения показателя влажности, не превышающего 10 процентов.

Станок для производства топливных брикетов

Все составляющие компоненты будущего топлива подаются вручную или при помощи загрузочного оборудования в бункер. Сырьевая смесь смешивается и подается под пресс. Процедура прессования может быть проведена горячим или холодным способом.

Для получения качественной продукции с крепким и плотным внешним слоем используют термическую обработку сырья под давлением.

Такой метод относится к категории профессионального, и применяется субъектами предпринимательства с большими объемами производства. Холодный способ прессования используется предпринимателями с небольшими цехами при изготовлении брикетов различной формы.

Эффект при прессовке сырья достигается за счет его сильного сдавливания, при котором происходит выделение природного компонента лигнина, служащего связующим звеном для рассыпчатой массы. В результате сжатия сырьевая смесь разогревается, что способствует образованию прочных элементов.

Брикеты формируются при помощи патрубка, выходящего из прессового оборудования. Оно должно обеспечивать высокое давление, позволяющее удалять лишнюю влагу и склеивать между собой компоненты сырьевого состава. На этом этапе производства необходимо настроить резальное оборудование для формирования элементов заданного размера. При определении параметров важно учитывать стандартные габариты печной топки.

Домохозяева ряда европейских стран активно используют в качестве топлива для отопления евродрова (топливные брикеты или пелеты). Лидером в разработке технологий является Австрия, где до настоящего времени в балансе потребления газ значительно уступает другим видам топлива.

Помимо домохозяев евродрова используют коммунальные службы, строительные предприятия, такие как, битумные заводы и предприятия сельского хозяйства, включая птицефабрики, консервные заводы и т. д.

Для производства евродров используются технологии, в основе которых находятся два технологических процесса измельчение отходов до нормативного размера и их последующее прессование под высоким давлением методом экструзии. В готовом виде евродрова представляет сформированные бруски цилиндрической или многоугольной формы. Длина брикета - 20-30 см, диаметр - от 10 см. Продаются брикеты пачками по 12 штук, транспортируются на поддонах по 96 пачек. Вес одного поддона около тонны. Теплоотдача евродров при сжигании сопоставима с каменным углем, а зольность и экологический вред намного ниже.

Производственные площади.

Производство евродров экологически чистое, поэтому не требует специальных разрешений. Необходимая производственная площадь зависит от выбранного объема производства и оборудования. Для производства 150 кг. евродров в час производство можно разместить на площади от 100 до 150 метров и 50-100 метров потребуется для зоны открытого хранения сырья и готовой продукции.

Размещение оборудования для производства 1000кг евродров в час потребует 300 метров, а склад не менее 300 метров. Подключение электричества трехфазное 380 Вт, потребляемая мощность до 50 кВт.

Персонал.

При 3-х сменной работе предприятия численность работников составит 14 человек. Директор и кладовщик-бухгалтер работают по 5 дневному графику, а рабочие по 4 человека в три смены.
Используемое сырье для производства

Для производства евродров используются дерево отходы перерабатывающей промышленности, такие как стружка, опилки, щепа, также используются солома и шелуха семечек подсолнечника. Наибольший объем деловых отходов образуется в мебельной, деревообрабатывающей промышленности и на лесозаготовках: стружка, щепа, опилки, листва, горбыль, обзол, кусковые отходы, балансы и стволы различных пород деревьев и т.д.

Технология и оборудование для производства евродров.

Для прессования или экструдирования размер фракция не должен превышать 3 мм, влажность не выше 15%. Большая часть опилок и щепы имеют более крупную фракцию и повышенную влажность. Поэтому сырье первоначально измельчается и сушится.

1. Рубильная машина.
Для измельчения крупных отходов применяются рубильные машины, в которых сырье поступает в приемное окно, захватывается зубчатыми вальцами и поступает в зону измельчения. В зоне измельчения ножи, вращающегося барабана отделяют щепу и подают ее на решетку. Та часть щепы, которая не прошла калибровку возвращается на повторное измельчение. На выходе щепа имеет размер размерами 10-35мм.

2.Тепло генератор.
Сушка производится воздухом. Есть оборудование, которое при сушке еще и измельчает щепу. Горячий воздух обеспечивается тепло генератором, топливом для которого служат евродрова собственного производства.

3. Экструдер.
Далее, подготовленная до технологической кондиции масса направляется на прессование. Сырье через фильеру под высоким давлением выдавливается и режется на мерные брикеты длиной 20-35 см. , затем поступает на склад готовой продукции. Храниться евродрова должны под навесом или в герметичной упаковке.

Рынки сбыта евродров.

Основная часть евродров производимых в России экспортируется в страны Европу, но, с некоторых пор, рост тарифов и разрешений на подключение к газоснабжению начинает создавать и внутренний спрос, который к 2020 году может удвоиться.

Для рекламы и сбыта продукции целесообразно иметь собственный интернет магазин, размещать продукцию в крупных торговых сетях и супермаркетах. Для экспорта стоит обратиться к предприятиям, имеющими экспортно ориентированный бизнес, со складами и сбытовой сетью в Европе.

Инвестиции и расчет эффективности.

Стоимость комплекта оборудования для производства 1000 кг. евродров в час около 9 000 000 рублей. Оборудование такой мощности выпускается в Китае и Южной Корее. Комплекс меньшей мощностью целесообразно использовать в тех случаях, когда имеется собственное сырье в непосредственной близости от производства. В последнем случае стоимость оборудования может не превысить 500 000 рублей.

Для предприятия с оборудованием мощностью 1000 кг. евродров в час, ежедневный выпуск, с учетом времени на ремонт и наладку, составит 20 тонн. При стоимости евродров 4000 рублей тонна, месячный объем реализации составит 2 400 000 рублей.

Расходы в месяц составят:
Сырье- 180 000 рублей:
Зарплата 20% от реализации с учетом налогов - 480 000 рублей:
Электроэнергия - 350 000 рублей:
Транспортные расходы 7% от реализации: - 168 000 рублей:
Прочие накладные расходы 9% от реализации: - 216 000 рублей.
Итого затраты- 1 394 000 рублей:
Прибыль до налогообложения (валовая) - 1 006 000 рублей:
Целесообразно использовать организационно правовую форму Индивидуальный предприниматель. Налог для ПП по УСН 15% - 151 000 рублей:
Чистая прибыль - 855 000 рублей:
Срок окупаемости-10. 5 месяцев.