Топливные брикеты из опилок своими руками: как производятся и в чем преимущества использования

Топливные брикеты для камина

Топливные брикеты – вид твердого топлива, альтернатива обычным дровам или углю.

За счет правильной формы и одинакового размера их также называют евродрова. Их можно использовать в каминах, печах, твердотопливных котлах и других отопительных приборах, работающих на твердом топливе.

Брикеты делают из отходов деревообрабатывающей и пищевой промышленности – древесных опилок, шелухи риса, гречки или семечки. Также используют доступные и недорогие материалы, представляющие энергетическую ценность: солому, торф или тырсу (травянистое растение).

В составе брикетов отсутствует клей или другие связующие элементы. Прочность и форму брикет набирает за счет сильного прессования и максимальной сушки. Потому их сжигание не вредит здоровью человека.

Качественный брикет изготовлен из опилок и щепы, он – плотный и разламывается с большим усилием. В упаковке не должно быть большого количества сыпучих опилок.

Они бывают разного типа:

1. «Кирпичики» выпускают прямоугольной формы (60 × 90 × 150 мм). Они имеют оптимальное соотношение цены и качества. Материал удобен в складировании, имеет большую плотность. При горении практически не выделяет дыма и запаха гари, а также не засоряет дымоход.

   При выборе старайтесь избегать материалов белого цвета с мелкозернистой структурой. Скорее всего, их изготовили из отходов производства фанеры и МДФ-плит – березовой и сосновой пыли. Эта пыль получается от шлифовки, и в сырье для брикетов попадает не только древесина, но и разные смолы и клей, вредные и для печи, и для ее владельца.

«Квадратные с отверстием» брикеты характеризуются большой плотностью и имеют форму неправильного многогранника с характерной темной коркой от обжига и отверстием по центру. Размеры – 60 × 200-300 мм.

Они имеют втрое большую площадь поверхности, поэтому очень интенсивно и красиво горят. В основном их используют для каминов и мангалов, то есть там, где эстетическое удовольствие от созерцания огня важнее, чем стоимость тепла и продолжительность горения.

Все без исключения топливные брикеты, сделанные из чистых древесных опилок, имеют очень низкую зольность (до 1 %, со 100 кг топлива получается максимум 1 кг золы), не искрят, не дымят. За счет значительной плотности и малой влажности (до 8 %) достигается высокий коэффициент полезного действия при горении.

Преимущества топливных брикетов:

• Идеально подходит в качестве топлива для каминов, печей, твердотопливных котлов;
• Доступность в продаже. Брикеты можно приобрести в супермаркетах, магазинах, интернете и т. п.;
• Брикеты упаковывают в удобную упаковку, которая ничего не загрязняет во время транспортировки, а также их удобно хранить;
• Теоретически брикеты должны иметь влажность меньше чем 10%;
• Хорошие брикеты имеют высокую энергетическую ценность, которая генерирует большое количество тепла в течение длительного времени;
• Брикет сгорает до конца, не оставляя много золы;
• Хорошие брикеты не загрязняют дымоход и не вызывают коррозию;
• Есть экологическим и возобновляемым источником энергии;
• Хороший брикет не рассыпается и не превращается в кучу опилок;
• Зола после сжигания брикета, это достаточно хорошее естественное удобрение;
• При сгорании брикетов не загрязняется стекло;
• Не засоряет экологию;
• Брикеты можно положить в камин и определенный период не докладывать.

Недостатки древесных брикетов:

• Брикеты надо покупать только хорошего качества, потому что не каждый продукт из прессуемой стружки имеет право называться «топливным брикетом»;
• Нельзя покупать брикеты из опилок МДФ, фанеры, плит или из другого мусора. Сжигание таких псевдобрикетов приведет к засорению камина и дымового канала;
• При сжигании дров, мы сжигаем кору, которая имеет смолу. Это загрязняет стекло и камин;
• Древесина должна полежать как минимум 1,5 года, чтоб получить естественную сушку;
• Также не рекомендуется использовать брикеты из сосновых пород деревьев, поскольку там есть остатки смолы;
• Вы можете купить брикеты с высокой влажностью;
• Брикеты не дают красивого огня, но дают высокую температуру;
• Топить брикетами надо учиться, поскольку горение существенно отличается от горения дров.

Технология производства

В зависимости от используемого материала технология процесса может видоизменяться. Но главные этапы одинаковы:

• измельчение. Облегчает процесс прохождения сырья на всех этапах;
• сушка материала; 
• прессование; 
• охлаждение и резка на поленья;
• упаковка.

Технология производства евродров по методу прессования бывает двух видов: выделяют холодное и горячее прессование.

Холодное прессование

Такой способ применяют в частном производстве с маленькой производительностью. Получившаяся продукция имеет низкую плотность. Но при этом можно открыть собственное производство с наименьшими затратами. Здесь стружку не нужно измельчать и просушивать; перед прессованием ее увлажняют до 40%, а в качестве клея выступает крахмал. Используют ручной гидравлический пресс, напоминающий домкрат.

Технология проста: стружка засыпается в емкость и сжимается поршнем. После этого готовое изделие поступает на сушку.

Горячее прессование

Такой способ применяют в промышленном производстве с большими объемами выпускаемой продукции. Здесь потребуется специализированное оборудование, включающее не только пресс. Этапы прессования следующие:

1. Сырье загружают в дробильные машины. Материал измельчается до фракций размером до 2,5 см. Этот процесс необходим, если в качестве сырья используются крупные отходы. Если сразу берутся опилки, то дробление не нужно.
2. На следующем этапе материал загружают в барабанные сушилки. Горячий воздух высушивает древесину до 4% влажности. Это важный процесс, т.к. влажность должна соответствовать стандартам.
3. После просушивания материал поступает в измельчитель, где перемалывается до состояния древесной муки.
4. Прессование производится на специальном оборудовании, выполняющем 20 ударов поршня в секунду. Сила сжатия 300-1400 кгс/см.кв. При этом древесина сильно нагревается, выделяются смолы, которые связуют древесную муку. Добавление крахмала не требуется. Сжатый материал поступает в фильеру, которая оформляет блок.

Из прессовального аппарата блок топлива выходит сплошным и сразу попадает на нарезку.

Как сделать топливные брикеты своими руками: выбор сырья и оборудования, описание процесса

Чтобы обеспечить свое хозяйство твердым экологически чистым топливом, не обязательно его покупать.

Достаточно обзавестись постоянно возобновляемым источником биологических отходов, специальным оборудованием для их переработки, а также изучить технологию производства брикетов для отопления.

В результате вы решите сразу две задачи: утилизируете отходы и получите источник энергии домашнего производства.

Преимущества и недостатки брикетов для отопления

Этот вид топлива используется для твердотопливных котлов, каминов, печей, мангалов.

В промышленном производстве брикеты делают из отходов:

• деревоперерабатывающих предприятий — опилок, щепы, стружки;
• сельского хозяйства — соломы, шелухи, кукурузы, подсолнечника, гречихи;
• торфа;
• древесного угля.

Все вышеперечисленное относится к возобновляемым природным источникам.

Главное преимущество топливных брикетов в сравнении с традиционными видами топлива – экологичность и более высокие показатели теплоотдачи и коэффициента полезного действия.

]В отличие от древесины брикеты быстро разгораются и меньше дымят, чему способствует низкое содержание влаги в материале.

При горении они поддерживают постоянную температуру и не искрят, а правильная геометрическая форма брикетов удобна для складирования и хранения топлива.

К недостаткам можно отнести плохую влагоустойчивость и подверженность механическим повреждениям при транспортировке.

Сырье для самодельных брикетов

Древесные опилки

Для производства топлива подойдут практически любые горючие органические могут быть:

• древесные опилки, солома;
• опавшие листья;
• отходы растениеводства (шелуха семечек, сухие стебли, скорлупа грецких орехов и т. п.);
• бумага, картон.

Подойдет любой потенциально горючий материал в измельченном состоянии. Отдавайте предпочтение сырью, не пригодному к использованию в хозяйстве, который подлежит утилизации.

В качестве связующего компонента можно использовать обыкновенную глину в пропорции 1 к 10: один килограмм глины на каждые десять килограммов сухого измельченного сырья.

Необходимое оборудование

Существует множество предприятий, специализирующихся на разработке и продаже оборудования и технологических линий для производства топливных брикетов. Как правило, производители дополнительно предоставляет услуги по монтажу и пусконаладочным работам. В некоторых случаях учат пользоваться оборудованием.

Также купить оборудование можно у компаний, специализирующихся на продаже пеллетов, топливных брикетов и линий для их производства.

Гранулятор для прессования древесной стружки

Для изготовление топливных брикетов своими руками вам понадобится:

• устройство для дробления и измельчения базового сырья;
• пресс для брикетирования (ударно-механический, гидравлический или шнековый);
• сушильный комплекс.

В домашнем производстве топливных брикетов можно обойтись без сушильного комплекса, если есть возможность просушки брикетов на открытом воздухе. А если вы решите делать брикеты из опилок, дробилка вам тоже не понадобится.

Есть альтернативный вариант: оборудование для брикетирования можно сделать самостоятельно в условиях домашней мастерской.

Требования к помещению

Выбор помещения должен предусматривать возможность размещения участка для прессования, сушильного комплекса, места для размещения готовой продукции и хранения исходного сырья.

Размеры требуемой площади зависят от объемов предполагаемого производства. В среднем для участка прессования нужно выделить не менее 50-60 кв. м.

При подготовке помещения необходимо уделить особое внимание обеспечению хорошей вентиляции участка прессования, надежности электрических сетей и систем пожаротушения

Описание процесса изготовления брикетов

Весь процесс сводится к последовательному выполнению следующих операций:

Схема технологического процесса брикетирования

Особенности промышленного производства

При промышленном производстве используют 3 технологии прессования топливных брикетов:

1. под высоким давлением на гидравлических прессах – на выходе брикеты получаются в виде небольшого кирпича;
2. ппод высоким давлением на ударно-механических и гидравлических прессах – на выходе брикеты получаются в виде цилиндра;
3. прессование под воздействием термической обработки и высокого давления на шнековых (механических) прессах – на выходе брикеты получаются в виде полого многогранника.

В результате прессования из древесины выделяется лигнин, выступающий связующим компонентом для образования плотной однородной структуры брикета.

Несколько практических советов по применению

Химический состав изготовленных промышленным способом брикетов идентичен дереву.

Если прессование проводилось на самостоятельно сделанном оборудовании, то добиться выделения лигнина в достаточном для связи опилок объеме проблематично.

Изготовленные промышленным способом брикеты визуально отличаются четкими формами и однородной структурой, которую можно разглядеть на торцевой части изделия

В этом случае к сырью добавляют вяжущее вещество, такое как глина или дешевый обойный клей. Такое топливо характерно повышенной зольностью. Его не следует использование в печах с извилистыми дымоходами, так как их гораздо чаще придется чистить, чем при отоплении обычными дровами и углем.

Также повышенной зольностью обладает кора. Если ее использовали при изготовлении прессованного топлива, то это можно обнаружить по вкраплениям более темного цвета, чем у основной массы стружки или опилок.

Помимо “евродров” из опилок в продаже присутствуют прессованные брикеты из других горючих материалов:

• пыль от каменного и бурого угля;
• шелуха семечек подсолнуха;
• солома;
• торф.

Они обладают различной теплотворностью и зольностью. Производители обычно приводят эти данные, однако надо понимать, что они часто получены в “идеальных” условиях.

Очень часто дрова применяют как средство для создания температуры, при которой начнется процесс горения угля. Прессованные отходы горят дольше, чем дерево, но при этом менее интенсивно, поэтому их использование совместно с углем не оправдано.

Чем дешевле отапливать жилище

Цена горючего для обогрева частного дома имеет большое значение, но рассматривать ее в отрыве от теплоотдачи бессмысленно. Проведем расчет стоимости отопления с учетом обоих параметров.

Горение торфяного топлива спустя 3 часа после закладки

В местности, где проживает наш эксперт, за проверенные виды топлива просят такую цену:

1. Дрова свежесрубленные – 20 у. е. за 1 м³. Привяжем расценку к массе: 20 долларов за 600 кг или 33 у. е. за 1 тонну.
2. Брикет из прессованной шелухи подсолнечника – 57 долларов за тонну.
3. Торфяной брикет – 84 у. е./1 т.

Нетрудно посчитать, что 10 кг древесины обойдется в 33 цента, остального топлива – 57 и 84 цента соответственно. Тогда 1 час работы отопления на деревянных поленьях стоит 33 / 1.5 = 22 цента (вспомните, дрова сгорели за полтора часа).

Аналогичным образом определим часовую расценку при сжигании брикетов:

• лузга прессованная: 57 / 2.17 (2 часа 10 минут) = 26 центов;
• торф брикетированный: 84 / 3 = 28 центов.

Сжигание брикетированной лузги семечек подсолнуха

Интересный результат, верно? В нашем случае разогрев абсолютно холодного здания стоит 5.28 у. е. в сутки на дровах, 6.24 доллара – на прессованной шелухе и 6.72 у. е. – на торфяных «кирпичиках».

Заметьте, мы взяли стоимость сырой древесины (а она истлеет скорее) и поделили на время полноценного горения сухого дерева. То есть, разница между традиционным топливом и брикетами сводится к минимуму. Предлагаем отследить ход эксперимента на видео и послушать мнение эксперта по этому поводу.

Сравнение “евродров” с обычным твердым топливом

Стоимость угля, дров или используемых для отопления прессованных опилок колеблется в зависимости от региона. Поэтому однозначного решения по выбору того или иного вида топлива нет

Необходимо принимать во внимание актуальную цену и провести анализ сравнительных характеристик

Удельная теплотворность топлива

Одним из основных показателей эффективности топлива является его удельная теплотворность (удельная теплота сгорания). От этого параметра зависит, сколько массовой доли вещества при его сжигании потребуется на выделение определенного количества энергии.

Сравнительная теплотворность различных типов горючего. Приведенные значения приблизительны и зависят от многих факторов. Но в целом таблица показывает рейтинг твердого топлива по удельной теплоте сгорания

Здесь есть один нюанс: теплотворность зависит от массы, а дрова и брикеты из опилок обычно измеряют в кубах. При рекламе прессованного топлива часто указывают, что выход энергии почти в два раза больше чем при сгорании древесины, однако не указывают тот факт, что вес сухих брикетов в одном кубометре больше.

Допустим, что теплотворность свежесрубленной березы составляет около 2 кКал/кг, а брикетов – 4 кКал/кг. Вес складочного куба дров около 570 кг/м3, а вес такого же объема прессованного материала – около 800 кг. Поэтому кубометр сырого колотого дерева при сгорании даст около 1,14 мКал, а брикетов – около 3,2 мКал, то есть, практически, в три раза больше.

Тепловую эффективность промышленно изготовленных брикетов можно сравнить с древесным или каменным углем, однако последний стоит значительно дешевле.

Хранение и простота использования

Одним из недостатков прессованного сырья является его высокая гигроскопичность. Интенсивная способность поглощения влаги приводит к потере жесткости между связанными частицами и возможному рассыпанию брикета. Поэтому в отличие от того же угля или дров, хранить опилок необходимо в сухом месте.

Впрочем, зимой прессованное топливо можно держать под обыкновенным навесом, так как при минусовой температуре абсолютная влажность воздуха мала. Нужно лишь обеспечить отсутствие непосредственного контакта со снегом.

Также топливные брикеты можно держать в помещении. Промышленно произведенное прессованное сырье практически не дает мусора, в отличие от тех же дров.

Из-за создаваемой грязи и пыли, уголь и дрова хранят на улице. Аккуратные брикеты из стружки можно держать в веранде дома

Для начала горения прессованного дерева требуется минимальное количество материала для розжига. Здесь опилки, как и торф вне конкуренции.

Применение в котлах длительного горения

Сейчас заслуженной популярностью, особенно у владельцев коттеджей, пользуются котлы длительного горения. Они экономичны, имеют высокий КПД и просты в управлении. Единственный их значимый минус – стоимость оборудования и затраты на его монтаж.

Многие продвинутые модели котлов оснащены автоматизированной системой загрузки топлива. Для ее работы необходимо использовать однородный по форме горючий материал. Для этого из опилок и стружки изготавливают пеллеты.

Пеллеты делают из отходов деревообработки методом прессования. Они имеют вид гранул диаметра 6-9 мм и длиной от 10 до 70 мм

Использование такого вида топлива в таких котлах позволяет поддерживать необходимый температурный режим без участия человека. Это дает возможность хозяевам коттеджей отлучаться на длительный период (до нескольких дней) без риска охлаждения жилища до недопустимых показателей.

Пример расчета необходимого объема

Зная удельную теплоту сгорания и КПД печи или котла, можно приблизительно рассчитать необходимую массу топлива на определенный период.

Прессованные брикеты продают либо по весу, либо по объему. Во втором случае есть некоторые нюансы, связанные с формой изделий. Для расчета необходимого количества топлива нужно определить массу одного кубометра.

Если брикеты продают по объему, то их укладывают не валом, а в плотные связки. Зная форму изделий можно рассчитать их массу

Для этого нужно выполнить следующую последовательность действий:

1. Необходимо знать плотность прессованного сырья (q(г/cм3)).
2. Нужно рассчитать коэффициент заполнения (k) прессованным сырьем объема куба.
3. Массу одного кубометра (m(кг)) можно вычислить по формуле: m = k * q * 103.

Приведем пример решения практической задачи.

Допустим, что по расчетам для отопления коттеджа в зимний период необходимо получать 6 кКал/ч. Есть брикеты квадратной формы сечения со стороной 10 см и круглым технологическим отверстием диаметра 5 см. Плотность прессованных древесных отходов – 0,95 г/см3. Теплотворность – 4 кКал/кг. КПД котла – 80%. Необходимо вычислить требуемый объем закупки.

Найдем сечение одного брикета (вместе с отверстием) по формуле вычисления площади квадрата:

10 * 10 = 100 см2.

Вычислим сечение отверстия по формуле площади круга:

π * 5 * 5 / 4 = 19.6 см2.

Найдем площадь сечения, занятого опилками:

100 – 19.6 = 80.4 см2.

Вычислим коэффициент заполнения:

k = 80.4 / 100 = 0.8.

Найдем массу одного кубометра:

m = 0.8 * 0.95 * 1000 = 760 кг.

Найдем теплотворность одного кубометра с учетом КПД котла:

760 * 4 * 80 / 100 = 2432 кКал.

Посчитаем необходимую энергию для отопления на весь зимний период (6 месяцев):

6 * 24 * 30 * 6 = 25920 кКал.

Найдем необходимой количество кубометров брикетированного топлива:

25920 / 2432 = 10.7 м3.

Если же брикеты продают по весу, то решение задачи значительно упрощается. Для определения достаточной массы топлива нужно всего лишь разделить необходимую энергию на теплотворность сырья:

25920 / 4 = 6480 кг.

Что выгоднее – дрова или брикеты?

Так как цена – одна из самых волнующих для конечного потребителя характеристик начать обзор следует именно с неё. 1 м3 топлива в брикетах стоит приблизительно в 2 раза дороже, чем дрова. Однако стоимость может различаться ещё сильней в зависимости от качества прессованных опилок и сорта древесины у поленьев. На протяжении всего анализа сравниваться будут усреднённые показатели для обоих видов твёрдого топлива.

Евродрова горят в 2 раза дольше, соответственно расход по массе у них значительно ниже. Пока получается, что экономически нет никакой разницы – стоят в 2 раза дороже и служат в 2 раза больше.

По окончании топки от дров в печи остаётся много углей и золы, а евродрова прогорают практически полностью. Удобство обслуживания отопительного оборудования у топливных брикетов намного выше.

Среди продаваемых на рынке прессованных опилок значительная доля не соответствует высоким стандартам качества, имеет плотность ниже положенной и слишком легко крошиться. Но и у дров всё сильно зависит от поставщика, часто покупателю их отгружают сырыми, с влажностью до 50% и из другого вида древесины. Один – один, некачественный товар можно купить и там и там примерно с равной вероятностью.

Комфорт при использовании брикетов однозначно выше. Не надо колоть, сушить древесину. При складировании евродрова занимают намного меньше места и за раз могут привести большее количество топлива.

С учётом всего сказанного топливные брикеты действительно оказываются чуточку выгоднее своих природных собратьев. Особенно это проявляется в отопительных системах с теплоносителями и автоматической подачей топлива в камеру сгорания.

Целесообразность самостоятельного брикетирования опилок

Чтобы понять, стоит ли вкладывать силы и средства в создание самодельного оборудования для изготовления брикетов, необходимо учесть следующие факторы:

• брикет из опилок, выполненный кустарным методом, по своим характеристикам существенно уступает евродровам;
• процесс подготовки сырья и прессования занимает много часов и требует больших физических усилий;
• чтобы скорость сушки не зависела от погодных условий, требуется просторное, теплое и сухое помещение, на отопление которого уйдет немало топлива;
• любая модернизация с использованием электрического оборудования оборачивается существенным ростом себестоимости изготовления.

Сопоставив количество затраченных сил, времени и денег на собственноручное изготовление брикетов из опилок с финансовыми вложениями в покупку обычных дров, многие отдадут предпочтение дровам.

Но тем, кто ищет способ рационально использовать имеющиеся в больших количествах отходы деревообработки, есть смысл наладить производство брикетов из опилок. На форумах домашних умельцев можно ознакомиться с опытом использования самодельных прессов, найти подходящий вариант конструкции и пошаговое описание технологии работ.

Способы изготовления брикетов

Станок, используемый для брикетирования опилок, должен спрессовать заложенное сырье с огромным усилием. Только в этом случае выделится лигнин и свяжет отдельные частицы. Процесс сопровождается повышением температуры сдавливаемого вещества. Поэтому опилки и связующее вещество спекаются.

Сырье

Кроме опилок для изготовления евродров подходит стружка, более крупные отходы деревообработки, аграрные отходы, способные гореть. Приступать к изготовлению топливных брикетов нужно после подготовки сырья: измельчения крупных фракций, сушки до влажности в 8-10%.

Брикетирование

Следующий этап производства – брикетирование – прессование опилок давлением до получения компактного изделия требуемой формы. Способ брикетирования определяет применяемое на данном этапе оборудование – гидравлический пресс или шнековое устройство.

Сжимающее усилие пресса достигает 300-650 атмосфер и принцип его работы интуитивно понятен. Работа шнекового оборудования заключается в постепенном проталкивании сырья в сужающийся конический канал. При этом в рабочей части канала (с минимальным поперечным сечением) создается давление до 1000 атм. На выходе спрессованный монолит режется в размер.

Ручной гидравлический пресс

Шнековый пресс