Пелети своїми руками

19

Одним із сучасних видів твердого палива для печей, камінів або котлів системи опалення будинку є пелети – спресовані міні-брикети, які отримують з відходів лісозаготівлі або підприємств деревообробної промисловості. Таким чином, вирішується відразу дві важливі завдання – забезпечення споживачів паливом і раціональна утилізація відходів, які раніше нерідко просто спалювалися без всякої користі.

Пелети своїми руками

Пелети дуже зручні у використанні, тим більше що спеціально під такий вид палива розроблені котли, оснащені місткими бункерами завантаження і лініями автоматичної безперервної подачі гранул в камеру згоряння (докладніше про це можна дізнатися з відповідної публікації нашого порталу). Багато моделей таких опалювальних приладів призначені для побутового застосування в умовах автономних систем опалення приватних будинків. Тому цілком зрозумілий інтерес господарів індивідуального житла до питань пошуку надійних постачальників такого виду палива. Багато домовласники, мало того, замислюються над тим, чи існує можливість виготовляти пелети своїми руками.

У цій статті будуть розглянуті основні переваги гранульованого твердого палива, технологічні етапи процесу його виробництва і необхідне для цього обладнання. Ті ж читачі, які бажають виготовляти пелети своїми руками, повинні реально оцінити наявні можливості, зважити всі «за» і «проти», щоб переконатися в раціональності та економічної обґрунтованості такого підходу до проблеми самостійного забезпечення власного житла гранульованим паливом.

Зміст статті

  • 1 Що таке пелети та їх основні переваги
  • 2 У чому полягає технологічний процес виготовлення пелет
    • 2.1 Відео: повний виробничий цикл виготовлення пелет
  • 3 Виробництво пелет в особистому господарстві
    • 3.1 Відео: саморобна барабанна сушарка з бочок
  • 4 Що необхідно для самостійного виготовлення гранулятора
    • 4.1 Відео: пристрій малогабаритного гранулятора для пелет
    • 4.2 Відео: як виготовляють матрицю
    • 4.3 Відео: робота малогабаритної установки з виробництва пелет
    • 4.4 Відео: саморобна установка шнекового типу для отримання пелет

Що таке пелети та їх основні переваги

Пелетами називаються спресовані міні-брикети (гранули) циліндричної форми діаметром від 4 до 8 ÷ 10 мм, довжиною, як правило від 15 до 50 мм. Сировиною для їх виробництва можуть бути самі різні матеріали.

Пелети своїми руками

В якості сировини для виготовлення пелет можуть застосовуватися різні матеріали

  • Найчастіше для гранулювання використовуються відходи деревообробних підприємств – тирсу або дрібна стружка. Подібні пелети є найбільш якісними.
  • В переробку пускають і відходи лісозаготівлі і первинної обробки деревини – кору, гілки і навіть висушене листя чи хвою.
  • Активно використовують в якості сировини відходи агропромислових технологій – солому, соняшникову лузгу, макуха, зерновідходи, що залишаються після борошномельних ліній або виробництва круп.
  • Роблять пелети з торфу в такому вигляді цей тип палива дасть максимальну енерговіддачу.
  • На великих птахівницьких комплексах нерідко встановлюють лінії по виробництву пелет їх курячого посліду – вирішуються проблеми та утилізації, та безвідходності виробництва.
  • Сучасні технології переробки дозволяють застосовувати для виробництва пелет навіть відсортовані тверді побутові відходи.

Безумовно, пелети, виготовлені з різних матеріалів, серйозно різняться якістю та своєї потенційної енерговіддачею. Прийнято розрізняти три основних типи подібного гранульованого палива:

Пелети своїми руками

Пелети самі по собі можуть відрізнятися класом якості

  • Оптимальними для використання в автономних системах опалення вважаються пелети «преміум-класу». Вони виготовляються виключно їх деревних відходів з високим ступенем очищення. Їх відрізняє виражений світлий відтінок і однорідність структури. У таких пелет мінімальний відсоток зольності – згорає залишок становить до 0,5 % від загальної маси палива. Переважна більшість що випускаються для масового споживання пелет відносяться саме до такого класу. Мабуть, єдиним суттєвим недоліком такого палива є його досить висока ціна.
  • Пелети так званого промислового (індустріального) сорти можуть включати в свій склад певний невеликий відсоток часток кори, грунтових домішок, листя або хвої. Зольність у них, безумовно, значно більше, але енергоємність все ж досить висока, що дає можливість їх застосовувати в домашній системі опалення, з умовою більш частого проведення профілактичних робіт на котельному обладнанні. Але зате вартість такого палива значно нижче. За кольором вони помітно темніше пелет «преміум-класу».
  • Самі низькосортні пелети в промислових масштабах отримують з відходів сільгоспвиробництва та інших матеріалів. Рівень зольності у них дуже високий – до 4 % і навіть більше, не відрізняються вони й великою енергоємністю. Тим не менш, невисока ціна робить рентабельним їх використання у великих котелень.

До речі, деякі види пелет можуть бути використані не тільки у вигляді палива для спалювання в печах і котлах. Їх застосовують, наприклад, для добрива і мульчування грунту, в якості адсорбентів і наповнювачів «котячих туалетів».

Якими ж позитивними якостями ще мають пелети:

Пелети своїми руками

При згорянні пелет в атмосферу викидаються безпечні речовини, які беруть участь у природному обмін

  • Вони відносяться до найбільш екологічним видам палива – вміст шкідливих і активних речовин у відпрацьованих газах мінімально. В основному це – водяний пар , вуглекислий газ, які легко засвоюються рослинами.
  • Пелетне паливо відмінно піддається піролізу, і це дає можливість застосовувати його у відповідних високоефективних котлах тривалого горіння. Використання ліній автоматичного завантаження дозволяє мінімізувати участь людини в процесі роботи котельного обладнання.
  • Таке паливо дуже компактно і не вимагає великих площ для організації його зберігання. Набагато менше витрат зажадає і транспортування необхідного паливного запасу.
Пелети своїми руками

Пелети зручні у перевезенні та зберіганні

  • При виготовленні пелет не застосовується ніяких хімічних добавок, клеючих сумішей і модифікаторів. Вони не мають неприємних запахів, не здатні викликати алергічних реакцій, іх хпоранення можна організувати навіть в безпосередній близькості від житлових приміщень.
  • Тепловіддача якісних пелет, особливо в об’ємному співвідношенні, перевершує більшість видів звичайної деревини й кам’яного вугілля.
  • Пелети не піддаються процесам внутрішнього гниття або дебати. Це практично виключає вірогідність їх самозаймання.
  • Досить часто пелети є і самим недорогим видом якісного палива в регіоні, особливо, якщо є виробничі підприємства, що займаються їх виготовленням можна укласти довготривалі договори за визначеними обсягами оптових поставок.

У чому полягає технологічний процес виготовлення пелет

Весь технологічний процес з виготовлення гранульованого твердого палива поділений на кілька етапів.

Пелети своїми руками

Схема технологічних етапів виробництва пелет

  • Первісна підготовка та первинне дроблення сировини. Деревні або сільськогосподарські відходи по можливості сортують, очищають від непотрібних домішок і передають на лінію первинного дроблення матеріалу.
Пелети своїми руками

Стаціонарна дробарка для первинного подрібнення деревини

Звичайні дробарки, стаціонарні або мобільні, які використовуються на підприємствах лісозаготівлі або деревопереробки, а іноді навіть є і в особистому господарстві, дають на виході тріску розміром 30 50 мм, товщиною 1 2 мм

  • Наступний обов’язковий етап – сушка подрібненого сировини. Для подальшого виробничого процесу потрібно, щоб залишкова вологість деревини не перевищувала 12 ÷ 14 відсотків. Для цього сировину відправляється в сушильні установки барабанного або аераційного принципу дії.
Пелети своїми руками

Сушильна установка аеродинамічного принципу дії

  • Підсушена деревина передається на лінію тонкого подрібнення. Найчастіше тут використовуються молоткові дробарки (млини) які доводять тріску до стану дрібних тирси або навіть «деревної муки». Максимальна фракція частинок деревини на виході не повинна перевищувати 4 мм. Звичайна щільність матеріалу на виході цієї технологічної лінії становить близько 150 кг/м3.
Пелети своїми руками

Молотковий млин доводить сировину до необхідної дрібної фракції

  • Нерідко трапляється, що після сушіння і остаточного перемолу залишкової вологості в подрібненому сировину буде недостатньо для формування міцних гранул. Щоб усунути цю проблему і довести вологість до необхідних 10 ÷ 12 відсотків, проводять цикл водопідготовки – насичення сировини гарячою парою або ж звичайною водою. Пара застосовується в разі використання в якості сировини деревини твердих порід або ж старою, пролежала кілька років. Для більш м’яких сортів зазвичай використовують занурення у воду.
  • Після того як досягнута необхідна вологість, сировина передається на лінію пресування. У спеціальних установках воно продавлюється через матриці, мають конусоподібні отвори певного діаметру. Спеціальна форма каналів сприяє максимальному ущільненню тирси. крім цього, під дією тиску і неминучого підвищення температури, деревина особлива речовина – лігнін, яке завжди входить в її біохімічний склад. Лігнін сприяє міцному склеюванню найдрібніших фрагментів в досить щільну структуру пелет.
Пелети своїми руками

Сформовані пелети на виході з циліндричної матриці

Матриці можуть бути циліндричного або плоского типу. Сировина, спресовану в циліндричні брикети, при кожному повному обороті матриці зрізається спеціальним ножем, чим досягається приблизне дотримання єдиних лінійних розмірів, одержуваних пелет.

Пелети своїми руками

Приблизна схема пресування пелет через циліндричну матрицю

Циліндричні матриці найчастіше застосовуються в стаціонарних промислових установках. В компактних моделях грануляторів перевага віддається плоским матрицям з використанням двох або більше ковзанок.

Пелети своїми руками

У малогабаритних установках частіше використовуються круглі плоскі матриці

  • Отримані на виході з лінії пресування пелети охолоджують, так як вони можуть мати температуру до 65 ÷ 90 градусів, підсушують природним чином, а потім фасують у мішки і відправляють на склад готової продукції в торговельні мережі або безпосередньо споживачам.

Відео: повний виробничий цикл виготовлення пелет

Виробництво пелет в особистому господарстві

Те, що здається досить простим у промисловому виробництві гранульованого палива, далеко не завжди буде можливим або рентабельним при спробі організувати подібне в масштабі особистого господарства. Проблеми криються в наступному:

  • Для виготовлення пелет є обов’язковим наявність спеціалізованого обладнання – гранулятора. Подібні установки невеликої продуктивності випускаються деякими компаніями (європейськими або китайськими), але вартість їх досить висока, деколи досягає декількох сотень тисяч рублів. Можна замовити подібний верстат і у приватних майстрів, які освоїли виготовлення такої техніки – пропозицій в інтернеті досить багато. Тим не менше, і індивідуально виготовлене якісне обладнання варто, мабуть, нітрохи не менше заводського.

У численних статтях на різних сайтах можна зустріти твердження, що подібне обладнання нескладно виготовити і самостійно. Незрозуміло, чим керувалися автори таких публікацій, малюючи такі райдужні картини. Гранулятор, дійсно, можна зробити і самому, але нескладним цей процес назвати ніяк не можна. Підготовка необхідних деталей, складання механізму передачі обертання, точна підгонка всіх рухомих вузлів з урахуванням величезних навантажень, що виникають в процесі гранулювання – завдання високого ступеня складності, доступна майстрам, добре розуміються на властивостях металів і технології їх обробки. Потрібні високоточні токарні, фрезерні, зварювальні, слюсарні роботи, які вимагають справжньої, професійної кваліфікації. Перш, ніж братися за виготовлення, треба дуже тверезо оцінити свої можливості.

  • Другий важливий аспект – доступність сировини. Якщо планується домашнє виготовлення пелет, як кажуть, «з нуля», то будуть потрібні установки дроблення матеріалу і його обов’язкової сушіння. Чи буде це економічно вигідно навіть з точки зору не придбання обладнання, а энегрозатратности всіх процесів? При масовому виробництві це окупається великими партіями перероблюваної продукції, а для забезпечення потреб окремого господарства може скластися і негативний баланс.

Напевно, братися за виготовлення пелет в домашніх умовах доцільно в тому випадку, якщо існує можливість регулярного і практично безкоштовного отримання вже готової сировини – подрібнених стружок або тирси. Тоді, можливо, буде вигідно не тільки забезпечувати самого себе гранульованим паливом, але і пропонувати готову продукцію до реалізації іншим власникам житла.

До речі, багатьом грануляционным апаратів з плоскою матрицею не потрібно циклу вторинного дроблення – з цим впораються важкі потужні зубчасті ролики, які повинні перетерти тріску до стану, придатного для пресування пелет. Без сушіння деревної тріски, правда, все рано в більшості випадків обійтися неможливо, але спритні майстри виготовляють найпростіші барабанні сушарки, використовуючи для цього старі металеві бочки.

Відео: саморобна барабанна сушарка з бочок

  • Слід врахувати, що не будь-яка деревина у повній мірі підходить для виготовлення пелет. Так, наприклад, майже приречені на невдачу спроби гранулювати тирса з липи, верби або тополі – матеріал погано «спікається» і розсипається при найменшому механічному впливі.

Оптимальною для цих цілей вважається деревина хвойних порід – її природна смолистість сприяє отриманню сталих міцних гранул.

Що необхідно для самостійного виготовлення гранулятора

Знайти точні креслення установки для виготовлення пелет в домашніх умовах – дуже проблематично. Ті майстри, які займаються виготовленням грануляторів, вельми неохоче діляться своїми секретами, а якщо дозволяють кому-небудь скористатися випробуваними на практиці розробками за дуже серйозні гроші.

Принцип пристрою і роботи малогабаритної установки, основні її вузли, їх кріплення і взаємодія представлені на відео, що додається.

Відео: пристрій малогабаритного гранулятора для пелет

Отже, щоб зібрати гранулятор знадобляться:

  • Плоска кругла матриця. Її іноді можна придбати в магазинах – вони використовуються для виготовлення гранульованих комбікормів. Самостійне изнотовление також можливо, але вимагає профессинального інструменту та обладнання. Необхідно дуже точно вирізати коло з металу товщиною не менше 20 мм, намітити і висвердлити отвір для посадки матриці на вал з пазом для жорсткої фіксації для передавання зусилля обертання.
Пелети своїми руками

Основні робочі деталі — матриця і блок ребристих ковзанок

Пресувальної отвори обов’язково повинні мати конічну, звужену донизу конфігурацію – для їх виконання потрібна спеціальна фреза, виконана під потрібним кутом.

Загальний діаметр матриці може бути різним – чим вона більше, тим вище продуктивність апарату, але і тим потужніше буде потрібно силовий привід.

Відео: як виготовляють матрицю

  • Другим найважливішим вузлом конструкції є потужні катки з зубчастої робочої поверхню. Вони садять на вал через підшипники кочення. Сам цей вузол має в центрі отвір, яким насаджується на обертовий вертикальний вал приводу також через підшипник. Регулювання притиску ковзанок до матриці здійснюється різьбовий гайкою великого діаметру. При складанні апарату вал з катками фіксується у вушках корпусу, залишаючись нерухомим у процесі роботи. Розміри ковзанок, природно, повинні відповідати робочій площині матриці з отворами.
  • Сам корпус виконують з труби або зварюють циліндр з металевого листа. Внутрішній діаметр повинен відповідати розміру матриці, так, щоб забезпечувалося її обертання, але з мінімально можливим зазором.

Зазвичай корпус виконується розбірним. Це спрощує технічне обслуговування апарата.

Пелети своїми руками

Нижня частина корпусу з встановленим редуктором

У нижній частині буде встановлюватися редуктор, що передає обертання від шківа на вертикальний робочий вал, так, щоб забезпечувалася частота обертання приблизно 70 100 оборотів в хвилину. у корпусі передбачається вікно з лотком для виходу готових пелет.

Пелети своїми руками

У верхній, робочої частини розміщені матриця і катки

У верхній, знімної частини корпусу буде розміщений, власне, робочий вузол апарату – сама матриця з котками і зафіксованим спеціальними стопорними гвинтами валом, на який вони посаджені.

Пелети своїми руками

Гранулятор у розібраному стані

  • Вся конструкція повинна базуватися на потужній рамі — станині, яку можна виготовити з металевого прокатного профілю (швелера, кутника, двотавра). Динамічні і вібраційні навантаження в процесі роботи досить значні, і станина має їх вільно витримувати. Тут же, на рамі, зазвичай передбачається і встановлення електроприводу, пов’язаного з редуктором апарату ремінною, ланцюговий або карданною передачею.
Пелети своїми руками

Варіант компонування гранулятора та електроприводу на загальній рамі

  • Електродвигун повинен гарантовано забезпечити працездатність установки під максимальним навантаженням, не перегріваючись при цьому сам. Зазвичай навіть для невеликого апарату потрібно електропривод потужністю 15 кВт.
  • Доцільно передбачити конусоподібний завантажувальний бункер, який надівають зверху на циліндр корпусу – це суттєво полегшить подачу сировини на формування пелет.

Якщо все вийшло, необхідні деталі та вузли виготовлені і ретельно підігнані, апарат впевнено працює в холостому режимі», то можна робити перший контрольний запуск з завантаженням стружки або тирси – на виході повинні з’явитися акуратно сформовані пелети.

Відео: робота малогабаритної установки з виробництва пелет

Втім, запропонована схема гранулятора зовсім не є якоюсь «догмою». Народні умільці придумують і власні конструкції. На запропонованому нижче відео показана установка для отримання пелет шнекового типу – її робота багато в чому схожа зі звичною всім домашньої м’ясорубкою. Єдине – для такої схеми буде потрібна сировина, що минув дроблення до самої дрібної фракції – розмолоти навіть не надто велику тріску шнек не зможе.

Відео: саморобна установка шнекового типу для отримання пелет