Начать небольшое производство пеллет в домашних условиях, чтобы экономно обогреть собственное жилище — задача не из легких, но вполне реально. Это представляет особый интерес для тех владельцев загородных домов, у которых есть возможность получить сырье для такого производства по невысокой цене или даже бесплатно. Отсюда цель данной статьи — рассказать, как сделать пеллеты по технологии и какое оборудование необходимо для производства топливных пеллет своими руками.
Из чего и как делают пеллеты
Привлекательность пеллет в качестве топлива для бытовых котлов в первую очередь обусловлена удобством использования. Пеллетные котлы высоко автоматизированы и требуют меньше внимания, чем обычные твердотопливные котлы. По теплотворной способности сухие дрова (влажность 15%) и пеллеты (влажность 8%) различаются на 20-25%, причем последние занимают гораздо меньший объем.
Для справки. Для достижения влажности 15% древесина должна сохнуть не менее 2 лет. Тогда теплотворная способность дров составит 4-4,5 кВт / кг, а 1 кг пеллет (древесных пеллет) сжигается с мощностью от 4,5 до 5 кВт тепла.
В промышленном производстве пеллеты обычно производятся из следующего сырья:
- любые древесные отходы, включая опилки и стружку;
- солома зерновых культур;
- Отходы переработки (лузга) семян подсолнечника и гречихи.
Чаще всего пеллеты производятся из опилок и других древесных отходов. Агропеллеты из лузги и соломы дешевле древесных пеллет, но их качество ниже из-за более высокой зольности. Поэтому делать пеллеты из опилок домашним мастерам интереснее.
Технология промышленного производства древесных пеллет состоит из 5 основных операций:
- Дробление и измельчение. Отходы измельчаются до того же размера, что и при использовании промышленных дробилок.
- Сушка до влажности не более 10%. Существует несколько типов сушилок, но их объединяет то, что для испарения влаги из древесины необходимо использовать тепловую энергию.
- Обработка сырья паром для лучшего образования гранул. Это лишь незначительно увеличивает влажность.
- Прессование опилок в гранулы в прессе для гранул под давлением около 300 бар.
- Охлаждение и упаковка готовой продукции.
На заводе, где требуется высокопроизводительное оборудование, чаще всего используется пресс для гранул с цилиндрической матрицей. Он состоит из перфорированного толстого пластинчатого кольца с несколькими роликами, движущимися по внутренней поверхности. К ним с помощью шнека подается сырье, а затем опилки через ролики продавливаются в отверстия матрицы. Выходящие наружу «колбаски» нарезаются до нужного размера специальным ножом.
В грануляторах малой мощности также используется плоский тип матрицы. Это металлический лист толщиной не менее 20 мм круглой формы с множеством отверстий. В таком прессе для опилок ролики находятся сверху и проталкивают сырье через отверстия в матрице. Такие станки могут быть небольшими по размеру, а потому хорошо подходят для изготовления пеллет в домашних условиях своими руками.
Для справки. Клей, удерживающий опилки в прессе, — лигнин. Он выделяется из мелких древесных частиц под высоким давлением.
Оборудование для изготовления пеллетов
Машина для производства пеллет играет важную роль в технологическом процессе, к тому же она наиболее сложна в производстве. Полностью сделать гранулятор своими руками не получится, потому что для изготовления плашки и ролика нужны металлообрабатывающие станки — токарный, фрезерный, сверлильный и шлифовальный. Итак, есть 2 варианта: купить готовую матрицу — пару рулонов или заказать у мастера.
Кончик. Изготовить машину для домашнего производства пеллет из покупных запчастей — решение рискованное. Вы не сможете проверить качество материала и точность обработки, а штамп может быстро выйти из строя. Лучше найти нужный вам материал и отдать заказ специалистам — механикам.
Пара штампов пресса-гранулятора должна быть изготовлена из высокоуглеродистой стали Ст45 или Ст50, а лучше — марганцевого сплава марки CVG или 65Г. А после обработки детали обязательно должны пройти процесс закалки, чтобы добиться твердости 58-60 единиц. Чтобы изготовить матрицу для гранулятора, необходимо придерживаться всех размеров, указанных на схеме:
Для изготовления валков можно использовать более простую сталь — Ст3, 10 или 20, ее не нужно закалять. Но рабочие части роликов должны быть изготовлены из вышеперечисленных марок с последующей закалкой, а затем через подшипники надеть их на вал, как показано на фото ниже.
Важный. Закаленные детали пресса-гранулятора должны пройти шлифовку всех рабочих поверхностей.
Теперь о том, из чего можно собрать корпус и диск для самодельного пресса для пеллет. Пару штампов следует поместить в цилиндрический корпус из листового металла или трубы с внутренним диаметром 200 мм. Приводной вал помещается в отверстие матрицы и фиксируется шпонкой, а внизу нужно сделать площадку для готовых пеллет. Схема сборки гранулятора пеллет подробно представлена на видео:
Для вращения вала необходимо взять электродвигатель мощностью не менее 5 кВт, а привод можно взять от редуктора старого автомобиля от Волги или Москвича с частью заднего моста. На стороне соединения карданного вала с редуктором установлен шкив, который приводится во вращение ременной передачей от электродвигателя. Оба устройства прикреплены к одной и той же раме, как описано в видео:
Внимание. В этой конструкции пресса-гранулятора своими руками ролик вращает матрицу, а ролики остаются неподвижными. Шкивы следует подбирать так, чтобы скорость их вращения не превышала 250 об / мин.
Самодельная дробилка
Хорошо, если можно получить хорошие ценные древесные отходы любого производства по прессованию пеллет. Однако, если отходы содержат небольшие ветки или пластины, для их измельчения необходимо дополнительное оборудование: дробилка. Существует много домашних построек, но большинство из них измельчают древесину до слишком большого размера щепы, из которой невозможно сделать гранулы в домашних условиях.
Вот простая дробилка для дерева, состоящая из 3-х десятков дисковых пил со вставками из карбида вольфрама. Все дисковые пилы установлены на одном валу таким образом, что расстояние между зубьями каждой последующей пилы немного смещено по отношению к предыдущей. После установки шкива и 2 подшипников с каждой стороны вала установите корпус на раму, сделанную из уголков или труб.
Внимание. Здесь тоже нужен мощный двигатель, чтобы пила могла «жевать» ветки и другие ценные породы дерева.
Как вы понимаете, мощность агрегата невелика, но этот измельчитель древесных отходов будет производить опилки, пригодные для производства пеллет. Если у вас есть циркулярная пила, измельчитель можно адаптировать к ее основанию, как показано на фото:
Сушилка для опилок
Чтобы древесные гранулы, изготовленные вручную, не распадались на выходе из гранулятора, необходимо обеспечить минимальную влажность сырья. В промышленности это происходит в различных сушильных камерах. В домашних условиях мастера приспособили для сбора опилок барабанные сушилки, так как конструкция у них самая простая, как показано на рисунке:
На раме с небольшим наклоном в одну сторону крепятся несколько приваренных друг к другу железных бочек. К стенкам бочки изнутри привариваются лопатки для перемешивания сырья. С одной стороны, в такой импровизированный барабан вдувается горячий воздух с помощью газового или электрического нагревательного пистолета. Вращение барабана осуществляется электродвигателем через редуктор или ременную передачу.
Для справки. В случае производства пеллет из свежих древесных отходов наибольшие затраты энергии возникают в процессе сушки. Для домашнего производства это может быть слишком большая сумма, сводящая на нет преимущества идеи.
Что еще можно сделать из опилок
Когда влажные древесные отходы невозможно высушить по разным причинам, их нельзя превратить в гранулы. Однако производство брикетов возможно, хотя на высокую производительность рассчитывать не стоит. Сырые опилки смешивают с водой и некоторым вяжущим (например, глиной или клеем для обоев), а затем формуют в брикеты.
Однако и здесь нужен хотя бы ручной пресс, желательно гидравлический. Примеры конструкции таких машин показаны на фото:
Настоящие заводские брикеты, как и пеллеты, прочно склеиваются лигнином под высоким давлением, но в домашних условиях добиться этого не удастся. Поэтому в смесь добавляют клей, и плотность продуктов получается низкой, как и удельная теплота сгорания. После прессования и просушки на улице получаем легкие «кирпичи», которые довольно быстро прожигают топку.
Выводы
Организовать производство пеллет из опилок в домашних условиях имеет смысл в двух случаях:
- Когда все оборудование производится собственными силами с минимальными затратами на комплектующие.
- Если вы купили небольшую пеллетную машину, мощности которой хватит для производства пеллет для собственных нужд, а не меньшего количества — на продажу, для восстановления приобретенного оборудования.
Изготовить технику самостоятельно — задача не из легких, но при наличии времени, терпения и навыков вполне выполнимая. Покупка пресса для пеллет для обогрева пеллет в частном доме экономически не оправдана. Это подтверждается несложным расчетом, показанным на видео:
