Пресс-грануляторы для производства древесных пеллет

Требования к изготовлению

Специальных требований к изготовлению пеллет не выдвигается, так как производство не наносит никакого вреда окружающей среде. Но требования пожарной безопасности придётся соблюсти в обязательном порядке, так как материалы, используемые в работе, легко воспламеняются.

В помещении, где находится производственная линия, обязательно должны присутствовать огнетушители и система пожаротушения. Это позволит локализовать и погасить пожар в случае его возникновения. Нужно отделить территорию, где находится линия, если она расположена в одном здании с деревообрабатывающим предприятием.

Нужно учитывать некоторые нюансы водоснабжения и водоотведения. Для линии требуется много воды, нужно заранее подумать о подведении мощного водопровода и системы канализации.

Производство пеллет

Пеллеты в виде древесных топливных гранул используются для изготовления биотоплива, производство которого все больше и больше распространяется во всем мире.

Древесные топливные гранулы — это цилиндрические изделия диаметром 4 — 12 мм, длиной 20 — 50 мм, плотностью 1,25 — 1,30 г/см3, обладают высокой теплотой сгорания (до 19,5 МДж/кг).

Одна тонна пеллет при сжигании выделяет такое же количество энергии, как 1600 кг дров, 685 л. мазута, 500 л. дизельного топлива, 480 м3 газа.

Сжигание топливных гранул (биотоплива) признано СО₂ — нейтральным, т.к. в процессе роста древесина поглощает такое же количество углекислого газа, какое выделяет при сжигании. Также древесина является возобновляемым источником энергии, запасы ископаемого топлива в недрах земли по мере сжигания постоянно сокращаются.

Стоимость биотоплива заметно ниже стоимости многих энергоносителей и эта разница со временем будет увеличиваться.

Пеллеты сжигают на больших тепловых станциях и в маленьких котлах, устанавливаемых в частных домах. Все котлы работают в автоматическом режиме.

В странах Евросоюза созданы благоприятные условия для замены котлов, работающих на ископаемых углеводородах, на котлы для сжигания биотоплива.

На сегодняшний день можно говорить о том, что во всем мире сформировалась целая индустрия производства биотоплива.

Топливные гранулы получают из торфа, отходов лесопиления, деревообработки, сельского хозяйства. Производство биотоплива из опилок, щепы, стружки решает проблему деревообрабатывающих предприятий — утилизацию отходов.

Процесс производства пеллет можно условно разделить на два этапа:

первый — подготовка древесного сырья (сушка и измельчение);
второй — гранулирование.

Вспомогательными этапами являются: сортировка сырья от крупных и металлических включений, транспортирование и дозировка на измельчение и сушку, промежуточное складирование и дозирование сырья между основными этапами производства, аспирация и охлаждение готовых топливных гранул, фасовка и упаковка готовой продукции.

Измельчение древесных отходов, в основном, производится в молотковых дробилках, основным недостатком которых является сложность сепарации из них готового продукта при использовании влажного сырья. Влажный измельченный продукт прилипает к сортировочному ситу.

Сушка древесных отходов осуществляется в барабанных, ленточных и аэродинамических сушилках. Последние имеют ряд преимуществ перед барабанными и ленточными и находят все более широкое применение.

Гранулирование производится в грануляторах с плоской или цилиндрической матрицей.

Пеллеты. Что это и для чего они нужны?

Начнем с того, что определим, что же такое пеллеты, откуда они берутся и для чего используются. Пеллеты – это особым образом гранулированные отходы древесного производства (опилки, солома, кора деревьев, шелуха, оставшаяся от переработки зерновых и масличных культур). На западе общество уже давно пришло к необходимости переработки отходов любого производства и жизнедеятельности. Европейцы, американцы и азиаты сортируют мусор, собирают макулатуру и постепенно уходят от использования пластика. Что уж говорить о таком высоко отходном производстве, как лесная промышленность и древообработка?

Чего только не остается после распилки и обработки дерева. Это и стружки, и ненужная древесная кора и опилки. Логично, что все это богатство (в прямом и переносном смысле), нужно каким-то образом использовать. Самый широко известный путь – это направить опилки и стружку под пресс, где их, предварительно смешав с клеем, сформируют в ДВП, ДСП и МДФ-панели. Однако, как оказалось, это далеко не самый быстрый и дешевый способ. Гораздо легче эти же отходы гранулировать или “пеллетировать”.

Самые лучшие пеллеты получаются целиком из дерева. Но это экономически не выгодно, поэтому в качестве сырья используют прочие древесные отходы – кору, солому и пр. Чем больше в пеллетах “добавок”, тем ниже их ценность. Соотвественно, чем “чище” сырье для пеллет, тем они дороже и качественнее.

Условно пеллеты делятся на два класса по качеству: первоклассные и промышленные. Первоклассные пеллеты – те, где процент содержания побочных отходов древесного производства составляет меньше полутора процентов. Они имеют диаметр 0,6 – 0,8 см. и плотность около 600 кг/кубометр. Первоклассные гранулы выделяют 4,7 КВт/ч ( 16,9 МДж/кг). Их используют в качестве бионаполнителя для кошачьих туалетов, а также для отопления частных помещение (коттеджей, таунхаусов, загородных домов).

Промышленные гранулы – 0,8 -1,2 см. диаметром и плотностью 500 кг/кубометр. В них процент побочных отходов древесного производства составляет соответственно от полутора до пяти процентов. Из также используют в качестве бионаполнителя, но уже более дешевого, а также в качестве отопительного материала. При сгорании промышленные гранулы выделяют меньше, чем первоклассные – 4,2 КВт/ч. или 15,1 МДж/кг. Промышленные пеллеты не подходят для частных отопительных приборов, однако они тоже не остаются без реализации – их покупают организации для отопления небольших промышленных помещений при помощи специального оборудования.

Матрица станка для изготовления гранул

Матрица – важнейший агрегат пеллетного станка. Она побирается индивидуально для каждого материала. Чем отличаются различные типоразмеры? Прежде всего, степенью сжатия.

Степень сжатия матрицы – отношение диаметра фильеры (одного отверстия) к длине, а точнее, к длине пути гранулирования. Можно было бы сказать, что толщина матрицы – это и есть длина пути гранулирования. Но это не всегда так, ведь отверстия могут раззеньковать для образования конических входных участков, если это необходимо для конкретного материала.

Чем длиннее канал и меньше диаметр канала, тем выше степень сжатия.

Каждая порода дерева или смесь пород должна быть проанализирована. Самыми пластичными и легкими для гранулирования являются хвойные породы дерева. Трудногранулируемыми считаются лиственные породы, для них требуется более высокая степень сжатия матрицы.

Однако, чересчур высокая степень сжатия снижает выработку, увеличивает затраты энергии и нагрузку на рабочие органы гранулятора. При высокой нагрузке и забивании каналов сырьем возможна аварийная остановка аппарата. Также гранулы пригорают, приобретают несвойственный темный цвет, теряют в качестве.

Недостаточная степень сжатия, с другой стороны, не обеспечивают нужный уровень давления, , гранулы получатся неплотными и крошащимися. Для выбора правильной матрицы необходима профессиональная консультация, которую могут оказать специалисты АЛБ Групп.

Еще одно свойство матриц – это шлифовка каналов. Чем более гладко отшлифованы фильеры, тем больше объемы продукции и выше качество пеллет. Абразивные материалы оставляют щербинки на поверхности канала, со временем матрица изнашивается и приходит в негодность. Поэтому она считается расходным элементом также, как и пресс вальцы, которые с ней взаимодействуют.

Советы по выбору оборудования

Выбирать оборудование следует по тому объему работ, которое предполагается выполнять. Самые крупные агрегаты оказываются более затратными по стоимости и потребляемой электроэнергии. Если предполагается производить небольшой объем пеллет, с экономической точки зрения более выгодными окажутся некрупные и малопроизводительные станки.

Сухое сырье малыми количествами

Говоря о малых объемах, следует сказать, что подразумевается кубатура до восьмидесяти кубов опилок. Такое производство пеллет вполне допустимо для частного бизнеса. Затраты на просушку такого сырья гораздо меньше, чем на сырое.

Основное оборудование, которое потребуется в первую очередь:

молотковая дробилка для получения мелких фракций сырья;
агрегат для создания потоков воздуха;
прессовочное оборудование для пеллет;
охлаждающая установка;
сепаратор;
упаковочная линия;
транспортировочные средства;
контейнер или бункер для хранения.

Лучше иметь оборудование от одного производителя, так как это избавит от дальнейших проблем в случае поломки одного из узлов.

Сырые опилки малыми количествами

Сушка таких отходов обработки дерева считается самым затратным, так как требует гораздо больше времени и вложений в плане энергопотребления. Хотя, при больших объемах затраты себя окупают. К сырым относят опилки с влажностью до пятидесяти процентов. Перед изготовлением пеллет опилки нужно просушить до влажности примерно пятнадцати процентов. Чтобы труды не пошли прахом, после сушки его необходимо хранить в сухом и хорошо проветриваемом месте.

Промышленная сушилка для пеллет

Также следует предусмотреть дробление материала после сушильного аппарата. Это тоже поможет довести сырьевой материал до нужного состояния, из которого потом можно спрессовать гранулы. Для таких задач больше походят мощные установки, так как маленькие и дешевые не всегда могут справиться с поставленной задачей.

Достаточное количество сырья с влажностью сорок пятьдесят процентов

Объем достаточный для производства пеллет считается от двух тысяч кубов. Такое производство потребует. Это также требует наличие соответствующего оборудования:

сито для отсеивания мелкой пыли;
сушилка с электрическим генератором тепла;
оборудование для перемещения готовой продукции;
устройство для охлаждения готовой продукции;
прессовочное оборудование;
упаковочный станок;
место для хранения и складирования производимой продукции;
место, где можно хранить уже высушенное сырье. Склад или бункер;
средство для измельчения начального сырья.

Такие объемы предполагают серьезной подготовки в плане оборудования рабочих мест. Наиболее затратная статья всех расходов приходиться на сушку сырья. Помимо аэродинамического метода, существуют также другие способы, например, вакуумная, инфракрасная и СВЧ сушка. Это более дорогое оборудование и требует больше энергозатрат.

Сухое сырье в больших объемах

Для работы с сухим сырьевым материалом понадобиться тоже оборудование, что и для сырого. Единственное отличие может заключаться в количестве прессовочного оборудования.

При выборе оборудования следует учитывать производительность оборудования и то качество, которое производитель готов гарантировать на свое оборудование и конечную продукцию.

Другие материалы

Кроме опилок в работу используются другие материалы:

торф;
отходы от сельхозпроизводства;
солома;
ветки.

Предварительно все это нужно просушить и измельчить. Технология работы с этим сырьевым материалом немного отличается, так как состав отличается.

Торфяные пеллеты

Например, торф нужно просушить, но не нужно измельчать. Шелуху наоборот дробить не придется, и в зависимости от состояния, скорее всего сушка тоже не понадобиться.

Промышленное оборудование для изготовления пеллет из опилок

Рассмотрим линию гранулирования опилок ЛГ-500 от компании АЛБ Групп с производительностью 500 кг в час.

Измельчение

Начальный этап производства – дробление сырья. Для этого используется дробилка роторная пневматическая или молотковая дробилка для древесины. Роторная дробилка (ДРП) отличается удобной пневматической системой забора и выгрузки материала, для ее работы не требуется подключать конвейеры для сыпучих материалов.

Молотковая дробилка опережает роторную по производительности, поскольку ее мощность расходуется только на измельчение, тогда как ДРП расходует часть мощности на работу пневмосистемы.

Дробилка ДРП измельчает опилки ножами-билами, закрепленными на роторе. В камере установлено сито с отверстиями, через которые проходят частицы нужного размера. Они подаются через пневмошланг напрямую в циклон и затем в бункер-ворошитель.

Дробилка ДРП 18,5 – 141 000 руб

Аспирация

Циклон необходим для того, чтобы воздух в помещении не наполнялся древесной пылью. Эти микрочастицы образуются во время измельчения. Циклон БЦР отделяет древесную муку от потока воздуха. Устройство устанавливается над бункером на стальной раме.

Циклон БЦР -675 – 29 000 руб

Рама циклона – 12 000 руб

Оперативное накопление

После очистки воздуха поток сырья попадает в бункер-ворошитель. Это цилиндрическая камера с перемешивающим механизмом на дне, его работа препятствует слеживанию массы. Бункер равномерно подает измельченные опилки в приемный бункер гранулятора.

Бункер –ворошитель БВ-1 – 205 000 руб

Гранулирование

Гранулятор – основа пеллетного производства. Попадая в приемный бункер гранулятора, сырье при помощи шнекового податчика перемещается в смеситель, где происходит поверхностное увлажнение водой. Затем опилки поступают в рабочую камеру, где они зажимаются между пресс-вальцами и поверхностью вращающейся кольцевой матрицы. Под давлением гранулы проходят через отверстия матрицы и обламываются снаружи статичным ножом.

Гранулятор ОГМ 0.8 и 1.5 – простое и надежное оборудование для производства пеллет из опилок, которое обеспечивает качественное прессование. Аппарат подключается к пульту управления. Аналогичный контроллер устанавливается для всей остальной линии.

Пресс-гранулятор ОГМ-0,8М-55 – 1 550 000 руб

Пульт управления ОГМ с комплектующими Schneider Electric – 125 000 руб.

Пульт управления ПУ-ЛГ-500 (Schneider Electric) – 135 000 руб

Охлаждение

Как уже говорилось, для получения качественного продукта необходимо охлаждать гранулы. Для этого они из гранулятора поступают на ленточный скребковый конвейер, который доставляет их к колонне охлаждения. Внутри колонны продукт охлаждается при помощи воздушных потоков, отсеивается мелкая фракция, которая затем повторно отправляется на гранулирование. Охлажденные гранулы подаются транспортером на узел фасовки.

Конвейер КЛС-300-6 – 119 000 руб

Конвейер КЛС-300-4 – 101 000 руб

Колонна охлаждения РКО-700 – 193 000 руб.

Фасовка

Популярное решение для фасовки топливных пеллет – биг-бэги. Они закрепляется на раме, а внизу установлены платформенные весы, контролирующие заполнение мешка.

Рама для биг-бэга – 25 000 руб

Весы платворменные – 66 000 руб

При сложении стоимости всего оборудования для производства пеллет из опилок цена линии на 500 кг / час составляет 2 701 000 рублей.

Обратитесь в АЛБ Групп в контактной форме сайта и получите прайс-лист и коммерческое предложение на линии производства топливных пеллет из опилок и стружки.

Когда может понадобиться дополнительное оборудование?

Часто на предприятиях присутствуют отходы разного типа. К стружке и опилкам может добавиться горбыль, баланс древесины, тонкомер, некондиционные изделия. Такие материалы нужно предварительно измельчать до фракции длиной до 3,5 см. С этой задачей справляются барабанные и дисковые рубительные машины.

Перед организацией производства следует проанализировать, все ли отходы на предприятии однородны, и стоит ли ориентироваться только на опил. Если крупных отходов бывает много, то есть смысл приобрести рубильную машину.

Если вы работаете с древесиной влажностью выше 15%, то для полноценного производства пеллет потребуется сушильный комплекс. Обычно он состоит из сушильного барабана АВМ и топочного блока или теплогенератора. Такие комплексы значительно повышают стоимость всей линии – до 2 раз.

Сопоставим вложения и доходы

Итак, чтобы сложить окончательное мнение о целесообразности этого занятия, нужно составить смету вложений в проект. Мы рассмотрим вариант с мини-производством – так, вы сможете вернуть капитал намного раньше. Калькуляция стартовых вложений будет иметь примерно такой вид:

оформление – 10 000;
оборудование – 4 930 000;
другие расходы – 70 000.

Как видите, начинать полноценный бизнес можно, имея около 5 010 000 рублей. Теперь узнаем размеры текущих затрат. Их перечень выглядит примерно так:

сырье – 396 000;
коммунальные услуги – 120 000;
налоги – 2 000 000;
накладные расходы – 104 000.

Таким образом, сумма регулярных вложений в дело составит порядка 2 620 000 р. Реализуя даже половину изготовленной продукции по оптовой цене, за год вы сможете выручить от 8 000 000 р. То есть, полученная прибыль в 5 380 000 рублей поможет выйти на порог окупаемости через десять месяцев.

Непременно сопоставьте размеры вложений с уровнем предполагаемого дохода, чтобы оценить целесообразность проекта

Как видите, даже при минимальных вложениях, а соответственно, и прибыли, дело можно смело назвать перспективным. Также в пользу этого говорит совершенное отсутствие каких-либо отходов производства. Да и вообще, учитывая высокий спрос населения на биологически безопасное топливо и другие материалы, такой бизнес, несомненно, вскорости станет одной из самых выгодных инвестиций.

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.

Древесные пеллеты

Чаще всего такие гранулы называют «пеллетами из опилок» но на самом деле их получают из разного вида отходов.

Стружка, опил, полученные при распиловке и обработке сырого и просушенного лесоматериала
Щепа – один из самых распространенных отходов
Горбыль, баланс древесины – крупные древесные отходы, распиленные или цельные стволы, которые по каким-то причинам забракованы для использования по основному назначению (имеют деффекты, не подходят по диаметру итд).
Некондиционные деревянные изделия: новые или утилизируемые.

Идеальным сырьем для получения высококачественных пеллет считаются сухие опил и стружка. В них обычно отсутствуют включения коры а также частицы грунта, которые при сгорании образуют шлак. Именно поэтому производство пеллет из опилок так популярно.

Качество щепы, как сырья для пеллет, зависит от того, из какой древесины ее получают – обычной или окоренной, а также от особенностей ее хранения. Чем меньше коры и посторонних включений попадает в пеллеты, тем ниже их зольность, а следовательно, выше качество.

То же можно сказать о переработке горбыля и баланса.

Некондиционные деревянные изделия по идее должны обеспечить высокое качество пеллет, ведь это чистая, окоренная древесина без примесей

Однако, стоит обратить внимание на то, какие материалы используются при изготовлении изделия. Различные лаки, средства для обработки, клей могут повлиять на экологичность подобного материала.

Гранулирование разных пород древесины

Разные породы древесины как сырье для пеллет различаются по простоте гранулирования.

Во-первых, более крепкие гранулы получаются из пород древесины с более высоким содержанием природного лигнина. Хвойные породы по этому параметру заметно опережают лиственные: разные хвойные сорта содержат 23-38% лигнина, а разброс у лиственных пород 14-25%. Если лигнина в сырье мало, то увеличивается количество отсева после гранулирования.

Во-вторых, породы дерева имеют различную твердость. Более твердая древесина сложнее прессуется в гранулы, создает более высокие нагрузки на оборудование, особенно на расходные детали – матрицу, пресс-вальцы. Хвойные породы являются более мягкими и податливыми для прессования, в то время как лиственные породы всегда тверже. Однако, теплота сгорания у лиственных пеллет выше, поэтому кубометр пеллет из бука или дуба будет весить больше такого же объема гранул из сосны, и отдаст больше тепла.

При этом, как показывает практика, можно успешно перемешивать опилки разных пород и гранулировать. Такой смешанный материал для топливных гранул не снижает качество конечного продукта: если смешивать породы в нужных соотношениях, то можно добиться соответствия пеллет сертификатам ENplus А1 или А2 – пригодные для отопления частных домов. Добавление лиственных пород, например бука и дуба, повышают энергетическую ценность пеллета. Другое дело, что у некоторых лиственных пород древесина имеет темный оттенок, и микс-пеллеты из разных пород древесины получаются кофейными, серыми или темными. У частных потребителей пеллет порой существует предубеждение против гранул любого цвета кроме светло-бежевого, поэтому они могут забраковать темные дубовые пеллеты по одному их виду, несмотря на наличие сертификатов высокого качества. Предубеждения настолько сильны, что некоторые немецкие исследователи создают топливо из смеси пород с добавлением к хвойной древесине примерно 20% дуба или бука, при этом итоговый продукт сохраняет привлекательный светлый цвет.

Список источников