Древесноугольные брикеты

Что такое древесно-угольные брикеты?

Древесно-угольный брикет (брикетированный  уголь) - это предварительно измельченный и спрессованный уголь различных  пород дерева, включающий в свой состав экологически чистое связующее  – крахмал, имеющий форму подушечки. Угольные брикеты не включают в себя вредных веществ, растительное происхождение  сырья обеспечивает исключительную экологическую безопасность при  использовании.

Где применяются брикеты  из древесного угля?

Древесно-угольный брикет (брикетированный  уголь) – экологически чистый продукт, который используется для приготовления  пищи гриль, барбекю и т.п., а также  он является идеальным топливом для  мангалов, печей, каминов, всех видов  топок, для обогрева палаток, теплиц. Брикет из древесного угля - незаменимое  средство для создания комфорта в  походных условиях, на пикнике, рыбалке, охоте.

Преимущества древесно-угольных брикетов!

длительность горения  угольных брикетов составляет 4-5 часов, в отличие от обычного древесного угля, который горит 1-2 часа. Покупая  брикеты из древесного угля практически  по такой же цене, как и древесный  уголь, Вы можете использовать их в  три раза дольше, что дает существенную экономию.

постоянство температуры  при сгорании на протяжении 4-5 часов  выгодно отличает брикеты от обычного древесного угля.

возможность многократно  применять брикеты из древесного угля – после применения их можно  залить водой, под воздействием солнечных  лучей и ветра брикеты высыхают и снова готовы к использованию.

угольные брикеты горят  без дыма, не искрятся, во время горения  практически не выделяют никаких  летучих веществ, что исключает  возможность распространения неприятного  запаха. При использовании брикетированного угля не образуется древесноугольная пыль и мелкая фракция, которые пачкают продукты и одежду.

угольные брикеты занимают в 2 раза меньше места в отличие  от обычного древесного угля, поэтому  удобны при хранении в стесненных условиях магазинов, кафе, ресторанов, а также дома, на даче, в машине.

 Основные параметры  и характеристики древесно-угольного  брикета

размеры угольного брикета - 45х45х22 мм

содержание древесного угля – 95%, крахмала – 5%

низкое содержание золы –  не более 15%

влажность - 8%

калорийность (теплотворность) - 8000-8500 Ккал/кг (для сравнения, дрова  – 2500-3500 Ккал/кг)

плотность – 580 кг/м3 (обычный  древесный уголь – 380 кг/м3)

Технология, потенциальные  трудности при создании брикетного производства

Основа успешного и  стабильного производства брикетов это:

1. Качество подготовки  сырья и его стабильность.

2.Техническое состояние  рабочего инструмента пресса.

По поводу технического состояния  инструмента пресса. В целом, пресс - надежная, (при условии соблюдения технологии его изготовления и качественных комплектующих) долговечная машина, несложная в обслуживании и неприхотливая в эксплуатации. Однако, как и любое обрабатывающее оборудование, он имеет рабочий инструмент, эксплуатирующийся в тяжелых условиях и требующий постоянного контроля, обслуживания и ремонта.

Износ шнека и его восстановление – основная проблема всех производителей и пользователей данного оборудования. Решить эту проблему удалось далеко не всем. Методы решения разными  поставщиками оборудования предлагаются разные.

Часть производителей, заранее  признавая свое поражение в этом вопросе, просто предлагает в комплекте  с оборудованием несколько десятков шнеков, предполагая их использование  как одноразового инструмента.

Некоторые заявляют о сборных  шнеках с заменяемыми по мере износа элементами, т.е. одноразовыми.

Некоторые просто голословно заявляют о наличии технологий позволяющих  повысить стойкость шнека до невообразимых  объемов. В последнее трудно поверить и проверить потребителю, поскольку  для этого требуется существенное время.

Вернемся на землю.

Шнек - это основной рабочий  инструмент пресса, который и обеспечивает

формирование брикета, несет  на себе основные нагрузки и в результате подвергается наибольшему износу. Как  мы знаем, инструмент, используемый на любом оборудовании, это деталь, требующая замены, обслуживания и  ремонта. Условия эксплуатации шнека  это работа в тяжелых условиях высокой температуры, давления и  абразивного износа. Такие условия  имеют место быть у рабочего инструмента  различного оборудования: бурильного, карьерного, горнодобывающего и т.п. Соответственно и методы их подготовки и обслуживания должны соответствовать  имеющимся условиям.

Для прессов PINI + KAY фирма изготовитель давала стойкость шнека до

последующего ремонта 300-400 часов. И в наших условиях возможно достижение таких и даже более  высоких результатов. Шнек высокотехнологичное  изделие, требующее для своего изготовления достаточно серьезную технологию, специальные  материалы и их сложную обработку  и в этой связи достаточно дорогое. Поэтому делать одноразовые шнеки - это либо делать их достаточно дешевыми, а значит заведомо плохими, либо совершать  экономически нецелесообразные вещи. Делать шнек сборным, это технически и экономически сомнительно, имея ввиду  условия его эксплуатации, сложность  и дороговизну конструкции и ее элементов.

Поэтому наша концепция –  это многоразовый шнек служащий (и  это проверено на практике) несколько  лет. При этом должна существовать достаточно дешевая и легко внедряемая технология его ремонта по мере износа рабочей  части. Для этого не нужно «изобретать  велосипед», достаточно воспользоваться  существующими специально разработанными для этих целей материалами и  технологией.

Из нашего опыта нормальный регламент работы шнека – это 20 -25 тонн до очередного ремонта. Продолжительность  ремонта шнека – в пределах 1 часа. При этом затраты на один ремонт находятся в пределах 10 долларов.

Оборудование для брикетного производства

Основное

Номенклатура и состав основного оборудования зависит  от производительности и возможностей выбранного Вами пресса. Производительность процесса зависит от типа установки, ее мощности и совершенства конструкции.

Чтобы не ущемить представленных на рынке производителей, сознательно  не называем существующие модели прессов, условно разбив их на три категории.

1. «Маломощные» – утилизаторы  опилок. Решают проблему утилизации  ограниченных объемов отходов,  как правило, собственного производства. Серьезный объем товарной продукции  произвести не могут. Ввиду  малой мощности прессуют не  все виды сырья. 

2. Прессы «средней мощности»  – до 250 - 300 кг в час. Могут  использоваться в товарном производстве. При этом плотность брикетов  ниже, хранятся хуже, пользуются  меньшим спросом. Не всегда  прессуют недревесное сырье.

3. «Мощные прессы» –  400 и выше кг в час. Обеспечивают товарное производство. Могут производить высококачественный брикет с соответствующими характеристиками.

На рынке встречается  также оборудование всех типов, которое  вообще стабильно ничего не прессует.

К основному оборудованию, необходимому для функционирования производственного процесса, следует  также отнести:

- Сушильный комплекс. Его  можно не использовать только  при условии наличия гарантированных  объемов сырья необходимой влажности.  При этом возможности и мобильность  производства, безусловно, снижаются.  Сушильный комплекс можно не  устанавливать только в случае, когда сырье возникает непосредственно  на территории расположения прессового  производства и не подвергается  внешней транспортировке, поскольку  даже доставка сухого сырья  транспортом может привести к  увеличению его влажности в  определенных погодных условиях  ввиду его высокой гигроскопичности.

Во всех остальных случаях  сушильным комплексом необходимо располагать.

На рынке представлены сушилки различных типов. При  этом некоторые производители в  качестве достоинства своего оборудования подчеркивают их малое энергопотребление. Это не может соответствовать действительности. Процесс сушки – это процесс выпаривания воды из исходного материала. Из школьного курса физики всем нам известно, что для выпаривания определенного количества воды необходимо затратить определенное количество энергии. Соответственно, вне зависимости от типа энергетической установки, вы должны израсходовать равное количество энергии, а рынок внимательно отслеживает баланс стоимости энергии получаемой различными способами.

Если вы предполагаете  сушить сырое сырье например, сырые опилки (влажность порядка 44%) имейте ввиду, что вам понадобится мощность теплогенератора не менее 500 квт с температурой на выходе порядка 900оС. Если эти параметры меньше, то вам предлагают «игрушку», а не сушилку, и она никогда, даже при круглосуточной работе, не обеспечит работу вашего пресса.

В качестве теплогенератора в сушильном комплексе, как правило, используются установки, работающие на древесных отходах. Об экономических преимуществах такого топлива говорить излишне.

Имейте ввиду - теплогенераторы, работающие на опилках, взрывоопасны.

На практике среди производителей прессованного топлива почти  повсеместно используются сушильные  агрегаты барабанного типа. Это, по нашим сведениям в СНГ ныне не производящиеся, сушилки от комплексов АВМ 0,65 или более мощных - АВМ 1,5.

Конструкция этих агрегатов  является канонической во всем мире, и  ныне они производятся и используются в европейских странах. Достоинством этой системы является то, что они  предназначены для использования  теплогенератора без теплообменника. В результате такая система наиболее экономична и обладает высоким КПД. В настоящее время еще можно получить агрегат АВМ 0,65 или 1,5 б/у в разном состоянии. От этого и зависят затраты на его приобретение. Согласно Интернет на территории СНГ его можно приобрести по цене от 25 до 150 тысяч долларов за комплект.

Щепорезка. Применяется при использовании в качестве исходного сырья твердой кусковой древесины. Оборудование имеется на рынке в достаточном ассортименте.

Дробилка для переработки  щепы в нужную фракцию. Представлены на рынке (например, молотковые или ножевые). Есть и другие варианты.

Соломорезка (дробилка). Необходима при использовании в качестве сырья для брикетирования соломы всех пород. Существующие сельхозмашины обеспечивают решение этой задачи.

Устройство резки брикета. Резка (торцевание) брикета (длина брикета  для потребителей 20-25 см) – необходимая  операция в производстве брикетного топлива. Прессы PINI + KAY были оснащены простым  устройством для ломки брикета  непосредственно после его выхода из экструдера (температура брикета  при этом 60–70о С). По этому же пути пошли и литовские производители подобного оборудования, несколько усложнив способ торцевания. В настоящее время потребители не принимают ломаный брикет или дают за обломки существенно более низкую цену. Отсюда – готовый товарный брикет должен быть отторцован на определенную длину и иметь ровный рез. Эту проблему решают по разному. Многие просто ломают выходящий из пресса брикет на элементы длиной порядка 1.20 м, а затем после остывания торцуют в нужный размер. По этому поводу можно сказать следующее. Этот способ зачастую применяется вынужденно, поскольку применяемое оборудование не обеспечивает достаточную стабильность горячего брикета до его остывания. Это не с лучшей стороны характеризует производителей таких прессов. Во вторых - этот способ приводит к более высокому проценту отходов в объеме готовой продукции. В третьих - такой способ приводит к возникновению дополнительной операции в технологическом процессе, которая, хотя и не является «узким местом», но ее наличие не является рациональным.

На практике мы применяем  простое ручное устройство для торцевания брикета по ходу его формирования. При необходимости мы используем автомат резки, который без участия  оператора выполняет эту операцию. Такие автоматы представлены и на зарубежном рынке и, как правило, используются за рубежом при производстве брикета.

Упаковочная машина. При подготовке брикета к реализации, согласно сложившейся  у западных потребителей системе, брикеты  фасуются в пачки по 12 шт. общим  весом 10 кг. Это очень разумно  и рационально. Для увязки таких  пачек используется полипропиленовая лента и соответствующая упаковочная  машинка, которая производит обвязку  и спайку ленты. Этот аппарат –  стандартное оборудование широко представленное на рынке. Его стоимость порядка 1000 $.

Термоусадочная машина. При поставке на экспорт, как правило, требуется дальнейшая упаковка пачки брикета в термоусадочную пленку с укладкой внутрь соответствующей этикетки. Это, безусловно, рационально и при поставках для розничной реализации на внутреннем рынке. Такой аппарат производства РФ, например ПО «ТЕРМОПАК» стоит от 1000 до 8000 $.

Вспомогательное оборудование.

Процесс оснащения производства и его механизации и автоматизации  бесконечен. С другой стороны все  можно делать вручную. В этом варианте предмета для дальнейшего обсуждения нет.

Поэтому поговорим о минимально необходимом вспомогательном оборудовании.

Шнековый транспортер (нория). Предназначен для обеспечения подачи сырья в бункер пресса. Нория в этом смысле более предпочтительна, поскольку занимает меньше места и практически не требует вмешательства рабочего в процессе работы.

Бункера для хранения подготовленного  сырья. В зависимости от варианта конкретного производства требуется  несколько бункеров для хранения и подачи подготовленного сухого сырья оснащенных механизмами загрузки - выгрузки сырья. Конечно, все можно  хранить на полу?

Ящики (емкости) для хранения продукции после ее изготовления, перед упаковкой.

Гидротележки. Пригодятся для внутренних перемещений продукции внутри цеха, а также незаменимы при погрузке упакованной продукции на фуру.

Авто(электро)погрузчик. Вещь во многих смыслах необходимая.

Система местной вентиляции на прессовом участке. Необходима для  вытяжки дымовых выбросов от работы пресса. Как правило, изготавливается  по месту установки оборудования согласно рекомендациям поставщика.

Следует сказать, что при  приобретении оборудования конечно  можно пойти по проверенному пути и приобрести весь комплекс оборудования у западных производителей. Это конечно  один из методов решения вопроса, хотя и западное оборудование иногда имеет проблемы. Фактом является то, что бывший в употреблении пресс с вышеупомянутыми характеристиками будет стоить не менее 78000 евро, а бывшая в употреблении сушилка не менее 200000 евро.

Сырье для брикетирования.

Для всех видов сырья существует единое правило. Его оптимальная  влажность должна составлять 8%. Диапазон влажностей для успешного прессования  составляет 5 – 12 %.

При влажности до 15 % брикет прессуется, но его качество ухудшается до нетоварного вида, а процесс  возможен только при минимальной  его производительности. При влажности  менее 5% процесс формирования брикета  затрудняется.

Древесные опилки или стружка. При этом порода древесины, в отличие  от производства гранул, не имеет значения. Мы имеем успешный опыт прессования  брикетов из случайной смеси опилок нескольких лиственных и хвойных  пород древесины.

В тоже время для лучшей настройки процесса желательно единовременно  прессовать опилки одной породы древесины. Наивысшая производительность достигается  при прессовании опилок из древесины  твердых пород. Оптимальная фракция  опилок 1-3 мм. Брикет прессуется и из опилок несколько большей фракции. Стружка ввиду ее хорошей сминаемости, успешно прессуется. Нежелательно для прессования смешивать опилки и стружку. Кора, присутствующая в опилках в объеме до 5%, что соответствует ее наличию в опилках после распиловки круглого товарного леса, влияния на качество брикета практически не оказывает. Следует избегать сырья, засоренного песком и почвой. Загрязненность опилок приводит к повышенному износу формообразующего инструмента. Наличие в опилках (стружке) остатков клея, лаков, импрегнаторов и т.п. приводит отрицательному результату.

Отходы растениеводства. Нами проводилось успешное прессование  брикетов из льнокостры, соломы зерновых, рапсовой соломы, измельченной кукурузной кочерыжки. Безусловно, прессуются и шелуха семени подсолнечника, хотя она нами не прессовалась ввиду отсутствия такого сырья в нашем регионе.

Солома всех видов должна быть предварительно измельчена, хотя в составе смеси могут присутствовать элементы длиной порядка 60 мм.

Некормовые отходы хлебокомбинатов (мякина) – брикет успешно прессуется.

Зачастую желающие производить  брикеты предполагают использовать в качестве сырья твердые отходы лесозаготовки, лесопиления и некондиционную тонкомерную древесину. Такой подход также может быть реализован, но следует иметь в виду, что исходный продукт для прессования –  это сухое сырье определенной мелкой фракции и в этом случае нужно будет позаботиться о его  подготовке. Что касается тонкомерной  древесины, то следует опасаться  чрезмерного содержания коры.

Брикеты - характеристики и  область применения.

В отличие от производства гранул и брикетирования на прессах  периодического действия в основном гидравлических, брикеты, полученные данным методов обладают наиболее высокой плотностью (1100 -1400 кг/м3), что обеспечивает их хранение в условиях любой атмосферной влажности неограниченно длительное время безо всякой упаковки. При этом высокая плотность брикетов обеспечивает их компактное хранение на ограниченной площади. По нашему опыту для размещения четырех тонн брикета достаточна площадь одного европоддона (1200 х 800 мм).

Следует иметь ввиду, что характеристики брикетов из различных видов сырья несколько различаются.

Брикеты из опилок имеют наименьшую зольность – не более 0,5 %. Зольность  брикетов из других видов сырья несколько  выше. См. таблицу.

Характеристики брикетов из различных видов сырья*

Материал           Зольность, %                Теплота сгорания, М Кал/кг

Опилки твердолиственные 0,2-0,5       4,6-5,0

Опилки прочие 0,2-0,5        4,4-4,9

Солома зерновая 5,8     4,5

Солома рапс 6,5 4,1

Льнокостра 5,3 4,4

Мякина 5,0 4,0

Кукуруза початки 2,5  4,3

* В конкретных изделиях  показатели могут несколько отличаться. Приведены характеристики из  паспортов на твердое топливо  брикета произведенного на ПТБ1.00.00.000

Область применения брикетов.

- все виды отопительного  оборудования на твердом топливе  (котлы, печи, камины и т.п.). По  нашему опыту для зимних условий  средней полосы для эффективного  отопления коттеджа порядка 200 м кв. в сутки достаточно использовать  не более 30 кг брикетов. Это  объем -0,039 куб м. При этом ошибочным является мнение о невозможности автоматизации процесса загрузки брикетов в топку. Этот процесс легко автоматизируется и на рынке представлены соответствующие загрузочные устройства.

- брикет идеальное топливо  для бань и саун. Практически  никакое другое топливо не  позволяет столь эффективно протопить  баню с соблюдением всех экологических  и санитарных требований.

- как это не парадоксально, но брикеты на практике лучше и удобнее, древесного угля при приготовлении шашлыка и барбекю.- в конечном счете брикет - это топливо и может использоваться везде, где требуются высокая температура, устойчивое, бездымное пламя, долго горящее (до 1 часа) и дающее длительный жар (еще до 1 часа), и не оставляющее после сгорания практически никаких отходов.