2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как самостоятельно сделать гранулятор и другое оборудование для производства пеллет

Содержание

Оборудование для производства пеллет в домашних условиях

Для того чтобы протопить камины или дровяную печь, а также твердотопливные котлы, применяют не только дрова, но еще и пеллеты — это прессованные гранулы или брикеты, сделанные на основе деревообрабатывающих отходов. И если дрова при сжигании наносят вред природе, пеллеты не только позволяют получить эффективное и экологичное топливо, они также решают проблему утилизации древесины. Многие люди, особенно если у них скапливаются древесные отходы в большом количестве, предпочитают изготавливать оборудование для изготовления пеллет самостоятельно.

Изготовление пеллет в заводских условиях

Топливные гранулы в качестве топлива для котлов или каминов привлекательны прежде всего благодаря удобству применения. Котлы на пеллетах имеют высокую степень автоматизации, и уделять им внимания приходится меньше, чем простым твердотопливным.

В естественных условиях древесина, чтобы достигнуть достаточной влажности для сгорания, должна сохнуть в течение 2 лет и даже дольше. В таком случае теплота сгорания составляет от 4 до 4,5 кВт/кг. А вот килограмм древесных гранул при сжигании способен выделять до 5 кВт тепла.

При промышленном производстве пеллеты преимущественно изготавливается на основе такого сырья:

  • соломы зерновых культур;
  • опилки, щепа и прочие древесные отходы;
  • отходы переработки семян.

Однако наиболее часто используются гранулы на основе опилок и других деревообрабатывающих отходов. Пеллеты на основе агротехнических отходов будут стоить дешевле, однако они обладают худшим качеством. В домашних условиях лучше всего изготавливать пеллеты на основе опилок.

Оборудование для домашнего производства

При производстве выбранное сырье (щепа, опилки, кора или отходы сельскохозяйственной деятельности) следует предварительно измельчить до размеров в 3−5 см, а затем просушить в специальной сушилке, пока влажность не достигнет показателя в 15%. Затем сырье помещается в специальную дробилку мелкого дробления.

В итоге массу с величиной фракции до 2 мм нужно погрузить в пресс. После прессования получаются гранулы, влажность которых составляет до 12%, а их размер зависит от конструкции используемого оборудования. Далее, гранулы собирают в мешки, закупоривают и применяют в качестве топлива для печей и котлов.

Оборудование для производства пеллет в домашних условиях потребуется следующее:

  • дробилка для древесины. Если вы будете использовать лузгу или опилки, то в дроблении необходимости не будет. Оно потребуется при применении веток, коры, обрезков пиломатериалов или некондиционной доски;
  • барабанная или аэродинамическая сушилка для сырья. Ее можно сделать самому из бочки;
  • дробилка мелкого дробления, в которой крупное сырье измельчают в опилки;
  • гранулятор для пеллет с цилиндрической или плоской матрицей. Его использование исключит процесс мелкого дробления, поскольку в грануляторе сырье одновременно перемалывается и прессуется.

Гранулятор и его конструкция

Гранулятор можно сделать самостоятельно и не покупать дорогое оборудование для производства пеллет. При его наличии вам не потребуются дробилка и измельчитель, сушильная камера потребуется в зависимости от влажности сырья.

Как уже упоминалось, он может быть оснащен цилиндрической или плоской матрицей. Цилиндрическая матрица представляет собой перфорированный барабан с вращающимися катками изнутри. Плотная масса посредством катков вдавливается в отверстия барабана (прессовальные каналы), а когда гранулы уже будут отпрессованы, она срежется ножами при выходе с внешней стороны.

А прибор с плоской матрицей работает по аналогичному принципу, однако матрица в ней — это перфорированный диск, который жестко закреплен на валу. Во время его вращения катки спрессовывают сырье, затем вдавливают его в отверстия в диске. Каналы для прессования напоминают сужающийся к выходу конус, это максимально уплотняет гранулы. Отверстия имеют диаметр до 10 мм.

Чтобы сделать оборудование для прессования пеллет, можно подготовить уже существующую матрицу и катки. Их часто продают как запчасти к грануляторам для комбикормов, можно их сделать своими руками на основе листовых металлов толщиной как минимум в 20 мм, а также шестеренок, закрепленных на валу.

В качестве привода для гранулятора обычно используют электрический двигатель мощностью как минимум в 15 кВт, а также редуктор. Частота вращения матрицы должна колебаться в пределах от 60 до 100 оборотов в минуту. Вал для крепления плоской матрицы может быть ориентирован вертикально или горизонтально, для этого потребуется и емкость для загрузки сырья и выгрузки гранул в готовом виде.

Изготовление гранулятора своими руками

Алгоритм действий по изготовлению такого оборудования такой:

  1. Делаем матрицу. Если ее делать своими руками, то потребуется дисковая заготовка толщиной от 20 мм, если она будет меньше, то матрица быстро будет деформироваться. А вот диаметр может быть разным, от него зависит производительность оборудования. Например, если диаметр составит 50 мм, а двигатель порядка 30 кВт, то можно будет получить до 350 килограмм пеллет в течение часа. А если объемы ожидаются меньшие, то хватит матрицы и до 30 см в диаметре. В центре диска нужно просверлить отверстие по диаметру вала редуктора, далее выполняется паз для жесткой посадки. А отверстия для прессования и выхода гранул должны иметь форму конуса.
  2. Ролики или шестеренки для катков нужно выбирать таким образом, чтобы ширина сопоставлялась с рабочей зоной матрицы. Наденьте на вал шестерню, затем он закрепляться муфтой перпендикулярно оси выходного вала редуктора.
  3. В зависимости от размера матрицы нужно сварить цилиндрический корпус оборудования на основе листового металла или трубы. Корпус включает две части: в верхнюю загружается сырье, а затем после прохождения сквозь систему роликов и матрицы в готовом виде гранулы переходят в нижнюю часть корпуса, затем по лотку они высыпаются в емкость. А матрица должна свободно внутри верхней части корпуса передвигаться с минимальным зазором. Внизу корпуса проделывается отверстие для выхода пеллет, к нему приваривают лоток на основе листового материала или труб.
  4. Выходной вал редуктора должен размещаться внизу корпуса конструкции посредством подшипников и муфты.
  5. Чтобы было удобно чистить и обслуживать корпус, верх и низ корпуса должен быть разъемными и соединяться на болты посредством приваренных ушек. В корпус ставят матрицу и ролики.
  6. Гранулятор ставят на раму на основе швеллера или уголка и жестко на ней закрепляют. Затем крепится электродвигатель и его выходной вал присоединяют к редуктору.
  7. С внешней стороны раму и остальные детали красят краской по металлу. Далее, подключается двигатель и выполняется пробный запуск.
Читать еще:  Бензиновый сварочный генератор: выбор, производители

При наличии гранулятора, оснащенного матрицей плоского типа для производства пеллет, можно решить проблему отопления помещения до 150 квадратных метров площадью. Готовые гранулы можно применять для сжигания в камине или печке, а также для твердотопливных котлов. Также будет решена проблема утилизации отходов сельскохозяйственной деятельности и деревообработки.

Самодельная сушилка для опилок

Для того чтобы самодельные пеллеты из дерева на выходе из матрицы гранулятора не рассыпались, сырье должно иметь минимальную влажность. В промышленном производстве это делается посредством сушильных камер, а в домашних условиях можно делать специальные сушилки барабанного типа на основе старых бочек.

Нужно сварить друг с другом несколько железных бочек и установить их на раме с учетом незначительного наклона на одну сторону. Внутри к стенам привариваются лопасти для перемалывания сырья. Внутрь с одной стороны барабана подается горячий воздух с помощью электрической или газовой тепловой пушки. Барабан вращается за счет электродвигателя посредством редуктора или понижающей ременной передачи.

Далеко не во всех случаях есть необходимость организовывать производство пеллет на основе опилок в домашних условиях.

Это оправдано, если оборудование целиком сделано самостоятельно с минимальными затратами на комплектующие и запчасти, или же у вас в наличии есть небольшой гранулятор, производительность которого достаточная для выработки пеллет для бытовых нужд и даже продажи. Так можно окупить стоимость купленного оборудования.

Сделать гранулятор и другое оборудование для производства пеллет самостоятельно не так уж и легко, но если есть время, навыки и терпение, то вполне возможно. А вот приобретать промышленный гранулятор для опилок с целью отопления частного загородного дома, с экономической точки зрения, совершенно не целесообразно.

Домашнее производство пеллет

Не везде дрова или уголь — доступное топливо, а вот отходы деревообрабатывающей промышленности или сельского хозяйства найти можно, пожалуй, везде. Давно замечено, что горят они, может, чуть хуже, но отапливаться ими вполне можно. Только просто насыпать опилки или солому очень неудобно. Поэтому придумали их перерабатывать и прессовать в брикеты или гранулы. Для топливных гранул — пеллет — есть даже специальные котлы. При хорошем топливе они обслуживаются (выгребают золу) раз в месяц. Самая хорошая новость состоит в том, что вполне можно сделать пелеты своими руками. Для этого потребуется достаточно много оборудования, но основа — гранулятор (экструдер или пеллетайзер). Без него никак.

Что такое пеллеты и каких видов они бывают

Пеллеты — это топливные гранулы, которые изготавливаются из отходов деревообрабатывающей промышленности, некоторых остатков растениеводства (солома, лузга подсолнечника, гречихи и т.п.) и даже из куриного помета. Технология их производства такова, что никаких добавок и связующих не требуется. То есть, это абсолютно безопасное и стопроцентно натуральное топливо, которое к тому же сделано из отходов.

Пеллеты — хорошее топливо

Так как сырье для топливных пеллет может быть разным, то и характеристики топлива различны. Делят пеллеты на три категории:

  • Белые. Это топливо премиум класса с наивысшими характеристиками (и ценой). Названо так за характерный цвет — светло-желтый, почти белый. Но цвет вторичен, первичны характеристики и главная — очень низкая зольность. После сгорания белых пеллет золы остается не более 0,5% от объема топлива. Чистить котел надо будет очень редко. Белые топливные гранулы получают из стружки без коры и других посторонниз включений. Как правило, это столярное или мебельное производство.
  • Серые. Сырье для этого типа пеллет может содержать некоторый процент коры, хвои и некоторых других посторонних примесей. Но зольность при этом не должна быть более 1,5%.
  • Промышленные или темные пеллеты. Этот вид топливных гранул делают из соломы или жмыха в чистом виде или с добавлением древесных отходов. Зольность этого типа топлива намного выше, чем описанных выше, тем не менее, она не может быть выше 5%.

Белые и серые пеллеты используются для индивидуального отопления. Их еще называют «первого класса» или первокассными. Они имеют диаметр 6-8 мм, плотность примерно 600 кг/м 3 , количество выделяемого тепла — около 4,7 кВт/ч. Сжигаются они в специальных котлах, которые так и называются — пеллетные. Обычно это оборудование очень требовательно к качеству топлива. Кроме малой зольности предъявляются требования и по целостности гранул, и по отсутствию пылевидной фракции. В противном случае горелка пеллетного котла забивается, котел отключается. Промышленные пеллеты сжигаются тоже в специальных печах, но они имеют абсолютно другое строение и намного большие объемы.

Характеристики пеллет из разного сыроья

В принципе, любые пеллеты можно засыпать в твердотопливные котлы, только их обычно используют на стадии тления. Когда печь уже разогрета, засыпают некоторое количество гранул.

Технология производства

Для любого хозяина идея превратить отходы в топливо, или даже на этом заработать денег, является привлекательной. В принципе, сделать пеллеты своими руками реально, но ожидать от них промышленного качества не стоит. Заставить на работать импортный пеллетный котел на самодельных гранулах вряд ли получится, но самодельный или твердотопливный агрегат отлично с ними справляется.

Читать еще:  Угловая шлифовальная машина: устройство, характеристики и принцип работы

Оборудование, которое необходимо для производства пеллет из опилок или щепы

Технология производства древесных пеллет состоит из нескольких последовательных этапов:

  • Крупное дробление сырья. Фрагменты должны быть не более 1,25 см 3 . Это подготовка для более качественной сушки. Для этой операции нужна дробилка.
  • Сушка в сушильной камере. Сырье доводят до влажности 8-12%. Камеры есть разных типов, в некоторых используют прямой нагрев (в сушильную камеру подается раскаленный воздух из топки), в других греется теплообменник, а от него — воздух в сушилке. Второй вариант менее эффективен, но в этом случае исключена возможность попадания сажи в сырье. Даже небольшое количество сажи способно окрасить щепу. В результате по качеству пеллеты могут относится к «белым» (если использовали соответствующее сырье), а по цвету — к серым.
  • Мелкое дробление. Просушенную древесину подают в дробилки (обычно молоткового типа). На выходе фрагменты древесины имеют размеры на более 1,5 мм для белых и серых пеллет, и 4 мм для промышленных.
  • Увлажнение. Древесные волокна с малой влажностью не смогут склеиться. Потому их увлажняют. Если используются отходы сосны, ели, впрыскивается вода. Сырье из твердых пород — дуба, березы, бука — обрабатывается горячим паром.
  • Прессование. Тут работают прессы разных конструкций. Сырье продавливается через матрицу (плоскую или круглую), которые и формируют цилиндры заданных размеров.
  • Охлаждение. Под воздействием высокого давления пеллеты нагреваются до 70-90°C. В таком состоянии они легко крошатся, потому их оставлют остывать.
  • Готовые гранулы просеиваются (от остатков не склеившихся частиц) и фасуют.

Как видите, процесс многоступенчатый, требует довольно большого количества оборудования. Тем не менее, при наличии дешевого или бесплатного сырья производить пеллеты своими руками выгодно.

Особенности производства пеллет из соломы

Сделать пеллеты из соломы проще. Она изначально идет сухой, потому этап сушки отсутствует. Если же есть мокрая солома, ее сушат в естественных условиях на солнце, а затем измельчают и подмешивают к сухой, добиваясь тем самым требуемой влажности исходного сырья перед прессованием.

Легче происходит и измельчение. Для этого требуется соломорезка, которая сразу нарезает сырье на фрагменты требуемой длины. Так что измельчение тоже проходит за один раз. После доведения массы до требуемой влажности, ее продавливают через пресс. И тут все проще: так как сырье более мягкое, усилий требуется меньше. Менее мощное оборудование — меньшие затраты. При этом производительность линии может быть высокой.

Как видите, оборудования для производства пеллет из соломы требуется меньше, да и затрат времени и энергии тоже меньше.

Самодельные грануляторы

Хоть оборудования для производства пеллет требуется много, основное устройство — гранулятор. С его помощью из сырья формируются пеллеты. Есть несколько моделей грануляторов:

    Шнековые. По строению похожи на бытовую мясорубку. Тот же шнековый вал и матрица — решетка, через которую продавливается сырье. Их можно использовать для мягкого сырья, например, соломы. Древесину, даже хорошо измельченную, он «не тянет» — не хватает усилия. В принципе, при достаточной прочности деталей, можно поставить более мощный мотор.

Принципиальная схема шнекового экструдера (гранулятора)

Устройство основного узла гранулятора с плоской матрицей

Устройство гранулятора с цилиндрической матрицей

Самый простой по строению шнековый экструдер. Его часто делают для прессовки комбикормов, но можно использовать и для изготовления топливных гранул из мягкого сырья. Если вам необходимо сделать оборудование для производства пеллет, это — самый простой вариант. При условии, что вы умеете обращаться с токарным станком и сварочным аппаратом.

Самодельный шнековый гранулятор

Как и в любом оборудовании подобного типа у шнекового гранулятора есть матрица. В данном случае она похожа на сетку мясорубки, только сделана из пластины намного более толстой. Второй важный узел — шнековый вал. Все эти детали можно сделать своими руками. Как — описывать словами бесполезно, смотрите в видео.

Изготовление матрицы под готовый шнек.

Шнек и матрицу «упаковывают» в корпус или гильзу. Как ее сделать, смотрим в следующем видео.

После сборки основного узла надо установить мотор с редуктором, бункер, в который будет подаваться измельченная солома. Можно запускать.

Как сделать гранулятор с плоской матрицей

Сначала надо разобраться с тем, как он устроен. Все отлично продемонстрировано в видео.

Устройство пеллетайзера с плоской матрицей

В следующем ролике довольно подробные пояснения по процессу изготовления матрицы и роликов.

Технология и оборудование для производства пеллет в домашних условиях

Наладить небольшое производство пеллет в домашних условиях с целью экономного отопления собственного жилища – задача не из легких, но решить ее вполне реально. Особенно это интересно тем хозяевам загородных домов, кто имеет возможность получать сырье для такого производства по низкой цене или вовсе бесплатно. Отсюда и цель данной статьи – рассказать, как делают пеллеты согласно технологии и какое необходимо оборудование для производства топливных гранул своими руками.

Из чего и как делают пеллеты

Привлекательность топливных гранул как топлива для домашних котлов вызвана в первую очередь удобством использования. Пеллетные котлы отличаются высокой степенью автоматизации и требуют к себе внимания гораздо реже, чем обычные твердотопливные. Что же касается теплотворной способности, то у сухих дров (15% влажности) и пеллетов (8%) она отличается на 20—25%, притом что последние занимают гораздо меньший объем.

Для справки. Древесина, чтобы достигнуть влажности 15%, должна сохнуть в обычных условиях не менее 2 лет. Тогда ее теплота сгорания достигнет 4—4.5 кВт/кг, в то время как 1 кг гранул (древесных) при сжигании выделяет от 4.5 до 5 кВт тепла.

В промышленном производстве пеллеты обычно изготавливают из таких видов сырья:

  • любые отходы древесины, в том числе опилки и щепа;
  • солома зерновых культур;
  • отходы переработки семян подсолнечника и гречихи (шелуха).

Наиболее распространены топливные гранулы, сделанные из опилок и прочих отходов деревообработки. Агропеллеты, изготавливаемые из шелухи и соломы, по цене дешевле древесных, но их качество хуже из-за повышенной зольности. Так что для домашних умельцев наибольший интерес представляет изготовление пеллетов из опилок.

Читать еще:  Резисторы: постоянные, построечные, фото- и терморезисторы

Технология промышленного производства древесных пеллетов состоит из 5 основных операций:

  1. Дробление и измельчение. Отходы доводят до частиц одного размера с помощью промышленных дробилок.
  2. Высушивание до влажности не выше 10%. Существует несколько видов сушилок, но их объединяет одно обстоятельство: для испарения влаги из дерева нужно затратить тепловую энергию.
  3. Обработка сырья паром для лучшей формовки гранул. Влажность при этом увеличивается незначительно.
  4. Прессование опилок в пеллеты на специальном прессе – грануляторе под давлением порядка 300 Бар.
  5. Остывание и упаковка готовой продукции.

В заводских условиях, где необходимо оборудование с высокой производительностью, чаще всего применяется пресс для пеллет с цилиндрической матрицей. Она представляет собой перфорированное кольцо из толстого листового металла, по внутренней поверхности которого ходит несколько катков. Сырье подается к ним с помощью шнека, после чего опилки вдавливаются катками в отверстия матрицы. Выходящие с наружной стороны «колбаски» обрезаются в размер специальным ножом.

Есть и плоский тип матриц, используемых в грануляторах для пеллет меньшей производительности. Это лист металла толщиной не менее 20 мм круглой формы с множеством отверстий. В таком прессе для опилок катки находятся сверху и продавливают сквозь отверстия матрицы сырье, поступающее из бункера. Такие станки могут иметь небольшие размеры, а потому хорошо подходят для изготовления пеллет в домашних условиях своими руками.

Для справки. Клеящим веществом, связывающим опилки в прессе воедино, является лигнин. Он выделяется из мелких частиц дерева при воздействии высокого давления.

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.

Совет. Сделать станок для самодельных пеллет на основе покупных деталей – решение рискованное. Проверить качество материала и точность обработки вы не сможете, а матрица может быстро выйти из строя. Лучше найти необходимый материал и дать заказ специалистам – станочникам.

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.

Важно. Закаленные детали для пеллетного пресса должны пройти процесс шлифовки всех рабочих поверхностей.

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:

Как сделать гранулятор для производства топливных пеллет своими руками

Для того чтобы делать пеллеты самостоятельно, нужно собрать специальную машину. С виду, да и технически, она чем-то напоминает мощную мясорубку. То есть опилки засыпают в бункер, затем мощный бур их сдавливает под большим давлением и на выходе получаются гранулы. Впоследствии их сушат и упаковывают в мешки или другую тару. Никаких дополнительных материалов и ингредиентов для производства пеллетов не используется, здесь необходимо лишь давление и влага, необходимые связывающие вещества уже есть в древесине.

Материалы и инструменты для сборки гранулятора:

— мощный двигатель;
— редуктор (используется цепная передача);
— матрица;
— червячные колеса;
— два цилиндра (делается из труб);
— уголок для создания рамы;
— болгарка;
— сварка;
— дрель и прочий инструмент.

Процесс сборки гранулятора:

Шаг первый. Создаем раму устройства

В первую очередь нужно сварить раму, на нее будут крепиться впоследствии все необходимые элементы устройства. Рама должна быть крепкой, ее можно сделать из уголка, швеллеров и прочих материалов, сечение должно быть не менее 25Х40 мм. Предварительно нужно определиться, где что устанавливать и просверлить соответствующие отверстия под агрегаты. Под двигатель понадобится преварить площадку из листа металла.

Если устройство будет передвижным, то его можно оснастить колесами, так как оно будет довольно тяжелым и просто так его переместить будет затруднительно.

Шаг третий. Принцип работы гранулятора
Представленный автором гранулятор работает очень просто. Он состоит из цилиндра, в котором находится так называемая матрица. Эта матрица представляет собой лист металла толщиной не менее 8 мм, в котором насверлены отверстия. Диаметр отверстий составляет 8-10 мм, именно такого диаметра будут получаться пеллеты на выходе.

Отверстия по форме представляют собой усеченный конус, благодаря этому древесина сжимается постепенно, что обеспечивает повышенную производительность устройства.


Чтобы обеспечить наилучшую производительность устройства, сырье необходимо смачивать до нужной влажности. Однако важно помнить, что чем больше будет давление, с которым будет сжиматься древесина, тем качественнее будут получаться пеллеты. Но большие нагрузки и быстрее изнашивают устройство, так что нужно выбрать оптимальную позицию.

На видео можно увидеть, как работает подобное устройство, но не это конкретно. Здесь нет редуктора, вал двигателя напрямую соединен с валом гранулятора. Сам же гранулятор представляет собой мощную мясорубку (в нашем случае «дереворубку»). На выходе этот древесный «фарш» отрезается специальным ножом из куска металла, который прикреплен к валу. Благодаря этому получаются гранулы нужной длины.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector