Как сделать пеллеты в домашних условиях

Алан-э-Дейл       25.08.2022 г.

Технология производства пеллет

Процесс производства древесных гранул состоит из следующих этапов:

  1. Происходит грубое дробление материала. В случае, если в качестве сырья используется кора, сучки и обрезки древесины, их измельчают до размеров, не превышающих 1,25 куб. см. Это необходимо для более качественной сушке перед мелким дроблением.
  2. Сушка осуществляется в сушилке барабанного или ленточного типа. В результате влажность материала должна находиться в пределах 8-12%.
  3. Мелкое дробление доводит опилки до состояния, оптимального для прессования и формирования непосредственно гранул. В зависимости от класса конечного продукта, на объем опилок стоит фильтр: до 1,5 куб. мм при производстве пеллет первого класса либо до 4 куб. мм для промышленных.
  4. Перед прессованием мелкие опилки проходят через процесс водоподготовки. Если влажность материала опустится ниже 8%, это может оказать негативное воздействие на прессование и формовку, поэтому, при недостаточной влажности, опилки обрабатывают водой или паром. Подача воды осуществляется при помощи шнековых смесителей.
  5. Прессование – финальный этап создания продукта. Прессы бывают различной формы, чаще всего – прямоугольной или цилиндрической. После выхода из формы гранулы подвергаются охлаждению для лучшей формовки и затвердения после обработки под температурой, достигающей 90°С.
  6. Перед подачей готовой продукции на фасовку ее просеивают для отсева крошки и некондиции. Такие отходы переходят на первоначальный этап и становятся сырьем для следующей партии.

Микс-пеллеты

Согласно данным исследовательской компании Future Metrics, потребление только промышленных пеллет к 2023 году практически удвоится: оно составит 21,5 млн тонн против нынешних 12 млн. тонн. Древесные отходы стали все более востребованными, за них конкурируют не только производители биотоплива, но также и заводы ДСП и многие другие производства. Евросоюз еще в 2010 году принял программу расширения круга биологических отходов, которые будут использоваться для отопления и энергоснабжения.

Определимся с терминологией:

Микс-пеллеты — это топливо, которое гранулируют из нескольких видов сырья, как древесного, так и другого происхождения.

Агро-пеллеты – гранулы из разнообразных растительных материалов, обычно сельхоз. отходов.

 

Что является альтернативным сырьем для пеллет?

  • Отходы агропромышленного комплекса: стручки бобовых, кукурузные початки, шелуха риса, гречихи, лузга подсолнечника, костра льна, скорлупки орехов, косточки плодов, барда, невсхожее зерно, пивная дробина.

  • Растения: камыш, солома, сахарный тростник, а также деревца и кустарники, вырубленные в ходе ландшафтных работ и санитарных рубок.

  • Другие природные горючие вещества: торф, лигнин.

Эти материалы поддаются грануляции, но по сравнению с деревом имеют ряд недостатков: содержание нежелательных химических соединений, высокая зольность, низкая температура плавления зольных остатков, что ведет к росту шлаковых образований в котлах.

Чтобы найти оптимальные рецепты пеллет, европейские исследователи проводят эксперименты по смешиванию различных типов сырья в гранулах. На основании исследований получены жизнеспособные «рецепты» микс-пеллет из разного сырья, которые бережно относятся к котлам и не выделяют вредных веществ при сгорании. Обычно считается, что гранула не должна содержать минеральных включений, но ученые из НИИ леса Австрии создали гранулы из кукурузных початков, рапса и соломы с добавлением каолина, бентонита и угольной золы. Полученные гранулы выделяют минимальный процент нежелательных веществ в атмосферу, при их сжигании в топке не образуются шлаковые коржи.

Также древесину в пеллетах комбинируют с 10-15 % хвойных игл, или же производят микс-пеллеты из хвойной и лиственной древесины. Российский патент – совмещение опилок и около 20-25% древесного угля, для удачного гранулирования этой смеси добавляют 1-3% крахмала. Потенциал таких пеллет — до 20-23 МДж/кг, что делает их альтернативой с низкокалорийному углю и торфу. Для их изготовления подходит дерево любой породы, в том числе сухостой и горельник, а также уголь, собранный на местах лесных пожаров.

Основным препятствием к распространению микс-пеллет и агропеллет является ужесточение норм по выбросам продуктов сгорания в атмосферу в Евросоюзе. Такие меры могут привести к экономической нецелесообразности использования такого топлива, поскольку для соблюдения всех норм владельцам котлов потребуются дорогостоящие фильтры и технологии.

При производстве микс-пеллет часто используются различные добавки для лучшего склеивания гранулы. Если хвойным породам дерева достаточно собственного лигнина, то для лиственных пород, а также аграрных отходов добавляют крахмал. Также можно использовать для этих целей рыбий жир, соду, известь, парафин, растительные масла, кофейную гущу. Такие присадки улучшают пользовательские свойства продукта: меньший процент отсева, крошения, лучшая устойчивость к излому при пересыпании во время транспортировки и непосредственного использования в котлах.

В небольших объемах гранулируется древесина фруктовых деревьев – вишни, яблони и проч. Они обычно используются не для отопления, а для копчения мяса и рыбы, придания продукту приятного аромата.

Способы продвижения и сбыта

Разумеется, сегмент частников, использующих твердотопливные котлы мощностью до 100 кВт, постепенно растет, потребляя на сегодняшний день около половины объема внутреннего производства. Однако в ближайшее время доля розницы на рынке пеллет значительно уменьшится вследствие появления нового класса покупателей топливных гранул, сжигающих их в котлах мощностью 250–1000 кВт для отопления заводских цехов, тепличных и складских комплексов, бизнес-центров, жилых зданий и даже коттеджных поселков.

Перечисляя наиболее эффективные каналы сбыта топливных гранул, можно упомянуть следующие варианты:

Производственный цех

Размеры и планировка помещения определяются прежде всего мощностью оборудования: небольшой цех можно разместить даже в гараже, тогда как для линии, выпускающей до 500 кг пеллет в час, требуется как минимум 250 м². Кроме того, еще 200 м² нужно выделить для хранения сырья и готовой продукции. Общие требования к помещению при этом будут выглядеть следующим образом:

  • Суммарная площадь — от 450 м²;
  • Соответствие нормам, действующим для пожароопасных видов производства (опилки и древесная пыль считаются горючими и взрывоопасными материалами);
  • Наличие водоснабжения (необходимо для работы парогенератора);
  • Возможность подключения к электрическим сетям мощностью от 120 кВт (при использовании электрических барабанных сушилок — 400 кВт);
  • Наличие твердого покрытия пола (станки для производства пеллет монтируются на бетонном основании толщиной от 200 мм);
  • Высота потолков более 8–10 м (необходимый минимум для установки бункеров);
  • Наличие подъездных путей для грузовых автомобилей.

Можно ли сделать станок для изготовления пеллет своими руками?

Этим вопросом задаются многие люди, пожелавшие заняться данным видом предпринимательства. Станок для пеллет можно смастерить самостоятельно, если у вас есть свободное время, некоторый опыт слесарного и токарного дела, терпение, наличие необходимых средств для приобретения нужных компонентов.

Самодельная установка для изготовления пеллет

Кроме того, данный станок, сделанный самостоятельно, подгоняется под ваши желания: необходимая мощность и нужные размеры. Данное оборудование вы будете знать до последнего винтика, и сможете собирать и разбирать его даже с закрытыми глазами.

Запасные части для последующего ремонта делаются также самостоятельно: поэтому значительно сокращаются финансовые затраты на покупку заводских составляющих.

Сушка

Сушка сырья происходит во вращающемся трёхпроходном сушильном барабане под воздействием агента сушки. Наружный, промежуточный и внутренний контуры оснащены лопатками, которые предназначены для перемещения, ворошения и частичного измельчения комьев сырья в процессе сушки, которая начинается уже во внутреннем контуре сушильного барабана, что увеличивает его КПД.

Попадая в загрузное устройство, сырьё контактирует с расположенными в нём разгрузочными пластинами и предварительно нагревается, а затем перемешивается с топочными газами и попадает на лопатки барабана. При подъёме материала до определённой высоты оно скатывается на нижний ряд лопаток. И процесс повторяется.

Снятие влаги происходит за счёт контакта сырья не только с сушильным агентом, но и с поверхностью нагретого металла. Необходимый поток воздуха создаётся тягодутьевым вентилятором, установленным после циклонов.

Для сохранения температуры агента сушки рекомендуется утеплять воздуховод комплекта трубопроводов, идущий от сушильного барабана до циклона. При падении температуры ниже 80 °С агент сушки считается насыщенным и не способен впитывать влагу из сырья.

Площадка под циклоном должна быть ровной, чистой и ограждённой от участка сушки и гранулирования. Она используется в качестве оперативного склада для накопления высушенного сырья перед подачей в роторную дробилку во время наладки оборудования, когда влажность может быть выше допустимой, а также работа на склад осуществляется при остановке процесса гранулирования и заполнении бункера над гранулятором.

Вкратце о технологии

Чтобы запустить такой бизнес, важно тщательно изучить производство. В противном случае, ошибок вы допустите огромное количество

Наш бизнес-план по производству пеллет с расчетами мы начнем с краткого описания технологии производства.

  1. Сырье подвергается процедуре взвешивания. Материала дробится, причем на этом этапе дробление довольно крупное. Получившиеся древесные отходы подготавливают к просушке.
  2. Сушка полученных гранул. Она длится до тех пор, пока уровень влаги не упадет до 8-10%. Если этого не сделать, процесс прессовки не получится качественным. Применяются сушилки ленточного и барабанного вида.
  3. При помощи молотковых мельниц просушенное сырье еще раз измельчается до фракций размером от 1,5 до 4 мм.
  4. Охлаждения гранул водяным методом.
  5. Прессовка. Используются прессовальные машины цилиндрического или матричного типа.
  6. Получившийся материал просеивается и фасуется по специальным упаковкам.

Начинать осуществление бизнес-плана надо с тщательной подготовки, во время которой стоит узнать все нюансы данного дела, осуществить маркетинговые исследования и отыскать оптимальные решения для каждого организационного момента. Только в этом случае можно успешно реализовать данный бизнес-план.

Классификация пеллет и их характеристики

По началу в продаже можно было найти один их сорт, и каких-то разграничений не было.

Но как говорится, время не стоит на месте, и даже такой простой материал, обзавелся несколькими видами, классифицирующийся по типу применения:

Пеллет белый

Высший сорт (премиум). В производстве используются чистые древесно-стружечные отходы без коры и смолянистых выделений, что позволяет оставлять после горения минимум золы. Теплотворность этого продукта равна – 17,2 Мдж/кг. В производстве и продаже на рынке, они составляют 95% всей продукции, используются в любых печах для отопления и в хозяйственных нуждах.

Индустриальные пеллеты

Менее качественный продукт, о чем и говорит его назначение. Применяются они только в печах котельных, без возможности использования в домашних условиях. Присутствие в составе несгораемых остатков и коры дерева, сказывается на зольности. А если говорить о теплоспособности, то она практически одинаковая с белыми пеллетами.

Агропеллеты

Это стандартный вид топлива, изготавливаемый из отходов производства и семян подсолнечника, гречки и других продуктов горения. Используются в больших котельных, работающих над отоплением небольших поселков, или частных домах, чему способствует высокая степень теплотворности 15 МДж/кг. Зольность, составляющая 3%,и остатки могут забить воздуховоды, поэтому при их использовании рекомендуется периодическая чистка, а лучше использование специального котла исключительно для отопления агропеллетами.

Характеристики

Пеллеты представлены в виде небольших прессованных цилиндров округлой формы, с различным диаметром максимум 25 мм. Особым спросом пользуются 6-10 мм гранулы. Такая форма обеспечивает сыпучесть топлива, позволяя использовать их с любыми существующими сегодня автоматизированными устройствами подачи в котельных.

1 История гранулированного топлива

Сжигание дров для отопления и приготовления пищи старо как человеческая цивилизация. И даже сегодня в этих целях потребляется более половины древесины, заготовленной в мире. Но лесные ресурсы на планете не безграничны, дровяное отопление имеет немало недостатков, главный из которых — неудобства, связанные с управлением сжиганием.

Как только цены на нефть восстановились, интерес к гранулам пропал, но ненадолго. На рубеже XX—XXI вв. некоторые страны политическими решениями стимулировали изготовление пеллет из древесных гранул как контрмеру против глобального потепления и изменений в климате. Понимание того, что альтернативные источники необходимы для уменьшения зависимости от ископаемого топлива и снижения количества выделяемых в атмосферу парниковых газов привело снова к повышению интереса к технологиям брикетирования и гранулирования биомассы.

Изготовление гранул более требовательно к качеству биомассы в сравнении с брикетированием, но пеллеты обладают рядом очень важных преимуществ. Главное из них — стандартизированный небольшой размер, благодаря которому гранулы можно транспортировать даже вакуумными насосами и без труда организовывать автоматическую подачу в топки котельных установок. Удобство использования их в промышленных целях и обусловило взрывной рост пеллетного производства в XXI веке.

Инструкция по запуску

Мы расскажем об этапах, которые нужно пройти, чтобы открыть такой цех в своем городе. Для этого есть краткая пошаговая инструкция:

  1. Поиски производителей, которые будут поставщиками сырья для пеллетов. Это могут быть деревоперерабатывающие заводы и фабрики, мебельные цеха или лесопилки.
  2. Выбор и приобретение оборудования.
  3. Регистрация бизнеса в налоговой инспекции и выбор оптимальной системы налогообложения.
  4. Разрешение на работу от пожарной инспекции.
  5. Выбор и аренда помещения для завода.
  6. Поиски выгодных и удобных рынков сбыта.
  7. Подбор сотрудников.

Рекомендуем выбирать в качестве формы предпринимательства ООО. При нехватке финансов на запуск или в процессе это даст возможность привлечь для софинансирования спонсоров и партнеров, которых можно сделать соучредителями. В качестве формы налогообложения сначала выбирается УСН (доходы минус расходы). При выходе на большие обороты и сотрудничестве с сетевыми организациями рекомендуется перейти на ОСН и, соответственно, нанять на работу бухгалтера.

Самостоятельное изготовление дробилки

Если рядом находится завод по производству обработанной древесины, то считайте вам повезло, ведь в таком случае, не нужно обрабатывать отходы, а просто брать и начинать гранулированное производство. Но в ином случае, вы столкнетесь с тем, что для прессования отходов нужно избавиться от разнообразных веток и загрязнений, а чтобы это сделать требуется дробилка.


Дробилка валковая

В интернете есть множество чертежей при помощи которых можно самостоятельно изготовить дробилку, но большинство из них рубит отходы на слишком крупные части, которые не позволительно использовать для изготовления и производства пеллет.

Производство наиболее простой дробилки выполняется из нескольких десятков пил от циркулярного станка, оборудованными твердосплавными напайками. Эти пилы требуется закрепить на обычном валу таким образом, чтобы каждый диск был смещен относительно предыдущего на пару зубьев.

На вал устанавливается шкив и пара подшипников. Конструкцию требуется закрепить на раме, сделанной из прочного материала, подойдут обрезки труб. А также понадобится мощный двигатель, который сможет привести в действие всю систему и наладить производство.

Конечно же, нужно понимать, что мощность такого прибора будет довольно маленькая, но зато вы сможете получить аппарат, который будет перерабатывать опилки в пригодные для производства пеллет.

Функционал пеллет

Процесс изготовления пеллетов стал очень популярен в современном мире по той причине, что этот материал является наиболее перспективной альтернативой современного топлива.


Схема линии для производства пеллет

Великобритания каждый год совершает производство более 600 тысяч тонн пеллетов, а Китай за три года планирует расширить их производства до объема 50 миллионов в год.

Все пеллеты имеют различный состав. Есть представители, структура которых изготовлена исключительно из древесины, а есть такие, в которые входят добавки в виде соломы, коры и других материалов, легко поддающихся горению. Нужно понимать, что производство биогранул возможно не только для получения качественного топлива, но и для доступного наполнителя кошачьих туалетов.

При помощи оборудования для производства пеллет можно выпускать не только топлива, но и любые другие материалы, получаемые из отходов древесины. Очень важный момент – при производстве пеллет не создается дополнительных отходов, которые бы загрязняли окружающую среду.

Такой результат достигается благодаря тому, что все продукция не соответствующая технологическим стандартам отбраковывается и заново перерабатывается, отчего получается готовый продукт с нужными характеристиками.

Затраты и прибыль

Для открытия предприятия по производству пеллет необходимы следующие расходы:

Для организации производства требуется внушительный стартовый капитал. Возможно, придется искать инвестора. Основная статья расходов — приобретение оборудования, оно должно быть качественным, приобретаться у надежных фирм, желательно с сервисным обслуживанием (это сэкономит расходы на персонал). Если планируется открывать мини-фабрику, то расходы могут быть меньше, но меньше будет производительность и ежемесячные доходы. Ежемесячные расходы в среднем составят:

На сегодняшний день производство пеллет является актуальным видом бизнеса. Во-первых, оно позволяет путем переработки утилизировать отходы производства, а во-вторых, производит экологичный вид топлива, использование которого к тому же является экономически выгодным и становится все более популярным во всем мире. Продукция производства пользуется спросом не только в нашей стране, но и в странах Европы, Китае, Корее. На открытие предприятия требуются крупные стартовые вложения, но они окупаются и производство приносит стабильный доход, к тому же есть реальный шанс выйти на внешний рынок.

Оборудование для производства

Производство топливных гранул невозможно без применения специального оборудования, использующего для всевозможных процедур, необходимых при изготовлении.

В перечень приборов входят:

  • измельчитель древесины;
  • барабан для сушки;
  • молотковая мельница;
  • шнековый смеситель;
  • пресс;
  • охладитель.

Устройство для изготовления пеллета из опилок

Нужно понять, что для производства качественных паллет нужно приобрести каждый прибор. Общая стоимость всего перечня составляет около 2 миллионов рублей.

А также стоит обратить внимание, станок, непосредственно производящий гранулы работает исключительно от электричества, а потому требует специального места, в котором он будет находиться. Соответственно, к стоимости оборудования нужно добавить работы по созданию такого места для производства, а это может стоить до сотни тысяч рублей

Сама установка приводится в движение при помощи двигателя, работающего на дизельном топливе, благодаря этому, она обладает отличной мобильностью и может быть установлена практически в любом месте. Где производятся работы по обработке древесины. Именно поэтому, производство древесных пеллет не включает затраты на транспортировку сырья.

Для масштабного производства гранул потребуется купить промышленную установку, способную выдавать производительную мощность до 1000 кг пеллет в час. Однако, ее стоимость немаленькая и составляет около 132 тысяч долларов. Окупиться такой прибор должен примерно за 7 лет.

Производство пеллет как бизнес

Главным плюсом производства пеллет является низкая стоимость сырья и стабильный спрос на готовую продукцию. В среднем стоимость древесных опилок в 5 раз ниже готового продукта, при этом нередки случаю, когда предпринимателю удается получить сырье абсолютно бесплатно.

По нормам пожарной безопасности существуют ограничения на складировании отходов на территории древообрабатывающих предприятий. Это значит, что, если общий объем опилок, стружки, коры и обрезков превышает норму, предприятие должно осуществить немедленный вывоз или утилизацию излишков, иначе ему грозят взыскания.

В этом случае любому, кто предложит вывезти отходы на своем транспорте, ответят согласием. Разумеется, такие случаи актуальны только для тех предприятий, которые не имеют собственной линии переработки отходов и производства продукции из вторсырья.

Тем не менее, даже если закупать компоненты по рыночной цене, рентабельность бизнеса не вызывает сомнений. Успех такому предприятию обеспечен также благодаря высокому спросу на продукцию. Пеллеты применяются в качестве топлива для печей, каминов, гибридных котлов и даже для автомобилей.

Кроме того, пеллеты используют для наполнения кошачьих туалетов. Несмотря на то, что спрос на продукцию велик и на территории России, некоторые компании экспортируют свои изделия в Европу.

Оборудование для изготовления пеллетов

Главную роль в технологическом процессе играет станок для производства пеллет, он же и самый сложный в изготовлении. Полностью сделать гранулятор своими руками не выйдет, поскольку для изготовления матрицы и катков нужны металлообрабатывающие станки – токарный, фрезерный, сверлильный и шлифовальный. Так что есть 2 варианта: купить готовую пару матрица – катки или заказать ее у мастеров.

Матричную пару на пресс для пеллет следует изготавливать из высокоуглеродистой стали Ст45 или Ст50, а еще лучше легированной марганцем ХВГ либо 65Г. Причем после обработки детали обязательно должны пройти процесс закалки, с тем чтобы достигнуть твердости 58—60 единиц. Чтобы сделать матрицу на гранулятор, надо выдержать все размеры, указанные на схеме:

На вал для катков можно использовать сталь попроще – Ст3, 10 или 20, причем закаливать его не нужно. А вот рабочие части валков надо сделать из указанных выше марок с последующей закалкой, после чего насадить их на вал через подшипники, как это изображено ниже на фото.

Теперь о том, из чего можно собрать корпус и привод для гранулятора самодельных пеллет. Матричную пару надо поместить внутрь цилиндрического корпуса, который делают из листового металла либо трубы внутренним диаметром 200 мм. В отверстие матрицы вставляется вал привода и фиксируется шпонкой, а ниже нужно сделать площадку для готовых пеллет. Схема сборки пеллетного гранулятора подробно показана на видео:

Для вращения вала необходимо взять электродвигатель мощностью не менее 5 кВт, а привод можно собрать из старого автомобильного редуктора от Волги или Москвича с частью заднего моста. С той стороны, где к редуктору должен присоединяться карданный вал, ставится шкив, вращаемый ременной передачей от электродвигателя. Оба агрегата крепятся к одной раме, как об этом рассказано на видео:

Примечание. В данной конструкции пресса для изготовления пеллет своими руками вал вращает матрицу, а катки остаются неподвижными. Шкивы надо подобрать так, чтобы скорость ее вращения составляла не более 250 об/мин.

Самодельная дробилка

Хорошо, когда есть возможность получать для прессования пеллет хорошие мелкие отходы древесины с какого-нибудь производства. Если же в этих отходах есть мелкие ветки или горбыли, то для их измельчения понадобится дополнительное оборудование – дробилка. Самодельных конструкций существует немало, но большинство из них рубят дерево на слишком крупные щепки, из которых невозможно изготавливать пеллеты в домашних условиях.

Вашему вниманию предлагается простая дробилка древесных отходов, сделанная из 3 десятков дисковых пил для циркулярного станка, имеющих твердосплавные напайки. Крепятся все пилы на одном валу таким образом, чтобы между зубьями каждой последующей немного смещались относительно предыдущей. На тот же вал ставится шкив и 2 подшипника по краям, после чего вся конструкция закрепляется на раме из уголков или труб.

Как вы понимаете, производительность агрегата невысокая, зато такая дробилка древесных отходов позволит получать опилки, пригодные к производству пеллет. Если у вас в хозяйстве имеется циркулярная пила, то измельчитель можно приспособить на ее станину, как это сделано на фото:

Сушилка для опилок

Чтобы древесные пеллеты, сделанные своими руками, не рассыпались на выходе из матрицы гранулятора, надо обеспечить минимальную влажность сырья. В промышленности это происходит в различных сушильных камерах. В домашних же условиях мастера-умельцы приспособились собирать сушилки для опилок барабанного типа, так как их конструкция наиболее простая, что и показано на схеме:

Несколько железных бочек, сваренных одна с другой, устанавливаются на раме с небольшим наклоном в одну сторону. Изнутри к стенкам бочек приваривают лопасти для перемешивания сырья. С одной стороны внутрь такого импровизированного барабана подают горячий воздух газовой или электрической тепловой пушкой. Вращение барабана производится электродвигателем через редуктор или понижающую ременную передачу.

В итоге

Прежде чем браться за такое серьезное дело, как изготовление топливных гранул, бизнесмен должен трезво оценить свои возможности, в первую очередь финансовые. Ведь не все готовы вкладываться в предприятие, которое потребует около 7 миллионов рублей. Данное направление подойдет скорее опытным предпринимателям, у которых есть необходимые деньги и которые не боятся рисков. Если проработать грамотный бизнес-план и четко ему следовать, вполне возможно неплохо заработать на этом деле.

Конечно же, не стоит забывать, что, как и у любого другого бизнеса, тут имеются свои плюсы и минусы. Главное преимущество заключается в том, что в России это направление еще мало освоено и конкуренция минимальная, а также в том, что производство безотходно. Основной минус – это высокий финансовый порог для вступления в бизнес, который далеко не все смогут преодолеть. В остальном эта бизнес-идея очень перспективна, удачи!

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.