Топливный брикет своими руками: поэтапный процесс
Топливный брикет – спрессованные органические отходы, возникшие от промышленной деятельности человека, например, макулатура, сено, древесные опилки.
Основное назначение материала — это использование в качестве топлива в различных устройствах, например, печах или каминах.
Появление топливных концентратов, созданных искусственно, обязано ряду положительных потребительских свойств:
- Низкая цена исходного сырья, применяемого для производства горючего материала — большей частью это органические отходы, выбрасываемые на свалку.
- Высокая теплотворная способность. По своим показателям, брикет находится близко к группе бурых или древесных углей. Его показатели находятся в диапазоне 4600–4900 ккал/кг.
- Экономичность. Производя своими руками горючий материал, тратится только собственная сила и время. Сырьё практически достаётся бесплатно. Кроме этого, утилизируются твёрдые органические отходы, способные гореть.
- Экологичность. В основе топливных брикетов лежит природный материал, дающий при горении мало дыма и обладающий малой зольностью (в пределах 0,5–1,5% от исходного объёма).
Но имеется несколько минусов:
- Малая механическая прочность. При производстве горючего материала не применяется никаких связующих веществ. Единственный натуральный материал — это лигнин. Он находится внутри клеток растительного сырья и выделяется в процессе нагревания и прессования. Из-за небольшой прочности продукция легко повреждается при транспортировке или погрузочно-разгрузочных работах.
- Низкая влагостойкость. Изделие легко впитывает влагу, разбухает и разрушается. Отсюда следует вывод, что хранить брикеты необходимо в сухом проветриваемом помещении с низкой влажностью.
Сырьё для производства
Наиболее доступные отходы в условиях достаточно крупных населённых пунктов – это бумажная макулатура. При средней закупочной цене 4–6 руб/кг, такой вид топлива становится выгодным. Например, древесный уголь в опте обойдётся по цене 10–20 руб/кг.
Но здесь имеется определённая конкуренция — такое сырьё успешно заготавливают для производства картона. Из других видов органики можно выделить:
- отходы от деревообрабатывающего производства: опилки, стружка, щепа;
- сельскохозяйственный материал: сено, солома, шелуха семечек подсолнечника или тыквы, скорлупа орехов;
- природный материал: торф, сухие стебли растений, кора, опавшая листва, камыш.
Допускается использовать тканый материал из чистого хлопка, льна, шёлка — искусственные материалы не должны входить в их состав.
Для формирования брикетов используется один вид материала, то есть, бумага с бумагой, солома с соломой. При применении опилок необходимо стремиться к тому, чтобы в смеси были древесные отходы от одного вида растительности. Примесь коры или щепы допускается не более 5% от общей массы.
Влажность исходного сырья не влияет особого значения, так как в процессе производства его всё равно требуется увлажнять, но для хранения материал должен быть сухим, в противном случае велик риск, что он начнёт загнивать.Особенности процесса
Для получения больших партий горючего материала используется промышленное оборудование, производящее несколько основных видов топливных брикетов:
- Прямоугольная форма — имеет просторечное название «кирпичик»;
- Цилиндрическая форма, выпускается в виде сплошного монолитного изделия или с центральным сквозным отверстием — последнее увеличивает площадь сгорания, и, соответственно, большее количество тепловой энергии;
- Многогранная форма. Распространены четырех и шестигранники с отверстием посередине. Производятся на прессах в сочетании с высокой температурой, из-за этого изделия имеют тёмный, близкий к чёрному, цвет.
Для мелкосерийного производства, измеряемого бытовой потребностью одной семьи, также выпускаются некоторые виды оборудования, но ввиду несложности конструкции, такой станок можно попробовать изготовить самому.
Это позволит сэкономить несколько тысяч рублей и появиться возможность, применяя подручные средства, сделать собственный пресс, на котором можно выпускать необходимые брикеты, в зависимости от исходного сырья.
Для бытовых целей применяются две основные схемы прессов:
- Классическая. Конструкция очень близка, в том числе по принципу действия, к обычной домашней «чеснокодовке». Принцип работы заключается в сдавливании исходного сырья, загруженного в приемную форму. Усилие на пуансон — давящий элемент, непосредственно воздействующий на изготовляемый брикет, передаётся через достаточно длинный и прочный рычаг.
- Винтовая. Представляет собой устройство, близкое к ручной винтовой соковыжималке. Усилие на формируемое сырьё создаётся посредством перемещения пуансона вдоль винта. От предыдущей схемы отличается:
- большим создаваемым усилием;
- возможностью изготовлять несколько брикетов за одну загрузку сырья.
Первый тип пресса проще в изготовлении и применении. Его можно порекомендовать при небольших объёмах производства топливных элементов, например, при сезонном проживании на даче. Одна из доработанных разновидностей – это использование вместо рычага автомобильного домкрата.
Второй тип устройства целесообразно создавать при потреблении более 10–30 штук горючего в течение одних суток и наличии сырья для брикетов в необходимом количестве.
За основу конструкции прессов можно взять приведённые выше схемы бытовых приборов. Необходимо доработать отдельные части в плане укрупнения и усиления, а также предусмотреть возможность жёсткого закрепления станка к неподвижному основанию. Так как устройства представляют собой простые типовые схемы, чертежи и описание сборки можно найти в открытом доступе, например, в интернете.
Процесс производства
Суть изготовления топливного брикета – это формирование из сырья изделия, имеющего определённую форму и размеры. Самые простые конфигурации при самостоятельном изготовлении — это параллелепипед («кирпичик») или цилиндр с отверстием или без оного. Примерные размеры:
- для прямоугольника – до 100–250 х 50–100 х 50–100 мм (длина, ширина, высота);
- для цилиндра – до 150 х 200–300 мм (диаметр, длина).
Такие габариты диктуются распространёнными размерами топки печи и оптимальным режимом сгорания.
Этапы
Общая последовательность (без привязки к виду сырья) выглядит:
- Подготавливается необходимое количество сырья, загружается в промежуточную ёмкость, где осуществляется процесс смачивания и перемешивания;
- Проверяется работа пресса, готовится площадка или место для сушки готового полуфабриката;
- Готовая исходная масса загружается в пресс и сдавливается;
- Далее сырой брикет отправляется на сушку. Это лучше осуществлять в сухом проветриваемом помещении или на открытом воздухе, желательно под лучами солнца.
Особенности производства брикетов из разного сырья
- Бумага. Это сырьё потребует предварительной подготовки, а именно книги, журналы отделяются от твёрдых подложек и рвутся на отдельные листы. Замачивать необходимо горячей водой. Для придания мягкости — когда бумага начинает легко рваться при перемешивании — требуется определённое время. Например, газеты будут готовы через 1–4 часа, но офисная бумажная продукция приобретёт необходимые свойства через 1–2 суток. Плюс такого вида сырья – для него нет необходимости в дополнительном связующем веществе. Это объясняется самой структурой и наличием природного связующего, заключённого в исходном материале и высвобождаемом под действием воды.
- Стебли растений, ветки, камыш, солома. Их также необходимо измельчить до размеров в 2–5 см. Здесь потребуется дополнительное оборудование – специальный измельчитель, например, то, что используется при приготовлении кормовой массы для животных.
- Опилки, стружка, щепа. В исходном виде представляют собой рассыпной материал. Для связывания компонентов между собой необходимо использовать природную глину в соотношении 1:10. Процесс перемешивания осуществляется в отдельной ёмкости, при этом древесную массу необходимо смочить водой за 2–6 часов до начала процесса.
Блиц-советы
Совет 1. В качестве связующего компонента для состава из опилок можно использовать размоченную газетную бумагу. Соотношение компонентов опилки – бумага 1:0,2–0,3.
Совет 2. Для повышения механической прочности бумажных брикетов, в них на стадии подготовки сырья рекомендуется добавлять 1–3% крахмала.
Совет 3. При работе с картоном его целесообразно замочить в ёмкости на 1–2 суток, тогда сырьё можно элементарно перемешать лопатой и превратить в кашицу.
Совет 4. Если есть возможность приобрести отсев, образующийся при производстве древесного угля, то его можно добавлять в брикеты из опилок.
Совет 5. Ткани на основе натурального сырья, без искусственных добавок, можно добавлять в бумажную массу до 10%.
Совет 6. Самый простой пресс – это комбинация «цилиндр-втулка». В качестве создаваемого усилия можно использовать гимнастическую гирю массой 16–32 кг, которая устанавливается сверху на втулку. Применив несколько таких устройств и металлический уголок, рельс или какой-либо другой профиль, можно создать станок, производящий до 10–20 брикетов за одну загрузку.
