Пеллеты: технология гранулирования

Бывает, что загородный или частный дом находится на значительном удалении от магистрального газопровода. В этом случае приходится искать альтернативный вариант отопления жилого помещения в холодный период. Ещё в прошлом веке в России такими заменителями топлива были уголь или дрова. Но  у этих вариантов были ощутимые недостатки. Например, использование дров – это ущерб природной среде. Сгорание угля экологически небезопасно. Оба вида топлива образуют большое количество золы. И, наконец, их ещё следует заготовить и доставить до дома, при этом нужно заказывать дополнительный транспорт, на собственном легковом автомобиле тоннами ни уголь, ни дрова не перевезёшь.

Но сейчас появился и широко используется ещё один вид топлива. Это пеллеты – прессованные древесные гранулы. При горении они выделяют много тепла и могут использоваться и для отопления жилых домов, и для обогрева производственных помещений.

В чём причины популярности пеллет

Перед тем, как рассматривать технологию производства топливных гранул, рассмотрим, почему их продажа в последнее время неуклонно растёт. Можно выделить несколько основных положительных факторов:

• из всех видов твёрдого топлива они – самые удобные в плане перемещения и загрузки в камеру котла;
• сами котлы автоматизированы полностью, вмешательство человека требуется только приблизительно раз в неделю;
• сырьё для производства гранул – отходы производства, в основном, опилок и стружек;
• гранулы не содержат химических добавок;
• их производство экологически чистое;
• качественные топливные гранулы, сгорая, практически не образуют золы, остаётся один лишь пепел;
• при хранении они не занимают большого пространства;
• аккуратно расфасованы в мешки.

Гранулы неплохого качества можно даже изготовить самостоятельно. Нужно только сделать или закупить необходимое оборудование.

Требования к сырью

Несмотря на то, что производство топливных гранул из опилок – процесс несложный, при выборе сырья следует выполнить определённые условия:

• лучше всего для изготовления пеллет подходит древесина мягких пород, твёрдые древесные отходы поддаются переработке сложнее;
• в пеллетах не должно присутствовать крупной щепы и кусков коры;
• показатель влажности сырья должен быть не выше 12 %., иначе гранулы плохо спрессуются.

Получается, что перед началом технологического цикла, который будет описан ниже, сырьё следует определённым образом подготовить. Иначе многие преимущества пеллет по сравнению с остальными видами твёрдого топлива попросту нивелируются.

Что собой представляют пеллеты

Внешне это гранулы в виде цилиндров, спрессованные из сырья, способного гореть с отдачей большого количества тепла. Их диаметр – от 4 до 10 мм, длинна – от15 до 20 мм.

Гранулы могут быть изготовлены из самого разнообразного сырья:

• отходы деревообрабатывающего производства используются наиболее часто;
• неплохой вариант – отходы сельскохозяйственной продукции в виде лузги подсолнечника и шелухи некоторых круп;
• на промышленных предприятиях часто используют гранулы торфяные;
• иногда сырьём становятся бытовые отходы.

Промышленные пеллеты выполняются из самого грубого сырья с примесями коры, хвои, земли или песка. Они дают относительно большое количество золы и для отопления жилых домов практически не используются.

Сельскохозяйственные топливные ранулы пепла оставляют меньше. Но теплоотдача у них не очень высокая. Зато, скажем, фермеру очень выгодно организовать производство гранул из соломы или шелухи, а потом отапливать этим топливом фермы, парники и теплицы.

Самые качественные – гранулы премиум-класса. Их ещё называют светлыми. На глаз качество пеллет так и определятся. Чем светлее гранулы, тем они качественнее. Они оставляют меньше всего золы и во время горения выделяют больше тепла. Но и стоимость у них – самая высокая.

Преимущества пеллет

При сгорании они, в основном, выделяют смесь водного пара и углекислого газа. Этот состав не вредит живым организмам и растениям.

Пеллеты прекрасно поддаётся разложению во время долговременного горения, этот процесс ещё называют пиролизом. Поэтому и загрузка топлива легко автоматизируется. Сгорая, топливо как бы постепенно исчезает слоями и, как только эти слои достигают своего минимума, запас пеллет в котле восполняется без участия человека.

Для хранения мешков с гранулами много места не нужно. Достаточно подыскать компактное сухое помещение. Да и транспортировка этих мешков

большой сложности не представляет, — их можно просто погрузить в багажник легкового автомобиля. Это, кстати, и финансовом отношении выгодно.

Во время производства топливных гранул не используются химические вещества. Во многом благодаря этому при сгорании пеллеты почти не издают никого запаха и не вызывают аллергических реакций.

Теплоотдача качественных гранул превосходит многие виды угля и древесины. А зольность даже качественного угля может доходить до 30 процентов. При этом белые пеллеты оставляют после себя всего лишь доли процента.

В регионах с развитой деревообработкой пеллеты – самое недорогое и доступное топливо. Но транспортные расходы при перевозке топливных гранул на дальние расстояния могут это преимущество свести на нет.

Технологическая схема производства

Чтобы производить и продавать качественные пеллеты, мало иметь добротное сырьё. Необходимо ещё и строго соблюдать технологию  производства.

Этот процесс состоит из нескольких основных этапов:

Сначала подготавливается сырьё. В любой необработанной древесине содержатся посторонние примеси. Их нужно ликвидировать. Это осуществляется во время первичного дробления. Для этого применяют обычные дробилки. В результате образуются фракции. Но они ещё очень крупные, чтобы их прессовать.

Потом эти фракции сушат. Необходимо добиться, чтобы влажность древесины была в пределах 12-14 %. Обычно процесс сушки происходит в сушилках с помощью аэрации или быстрого вращения барабана, как в стиральной машине.

Самые качественные топливные гранулы получаются из так называемой древесной муки. Именно такая консистенция – наиболее подходящая. Но чтобы её достичь, нужно сырьё ещё раз подвергнуть дроблению. Теперь оно должно быть молоткового типа. Под ударами такого своеобразного «молотка» и образуется мука или очень мелкие опилки.

Любопытно, что для производства качественных капсул эта мука не должна быть и пересушенной. Если после вторичного дробления влажность сырья оказывается меньше 10 %, смесь обрабатывают горячим паром или просто увлажняют.

Как только полученная масса достигает оптимальных значений, её отправляют под специальный пресс, под которым располагается матрица с отверстиями определённого диаметра и формы.

Под воздействием пресса масса ещё и нагревается. Иногда даже до 90 градусов. Во время повышения температуры из древесины выделяется лигнин. Это природное клеящее вещество, которое будет делать гранулы более плотными. Но сначала сырьё продавливается сквозь отверстия матрицы, словно фарш через мясорубку. Полученные «колбаски» специальное устройство и нарезает на гранулы, которые и становятся пеллетами. Правда, их ещё нужно охладить и снова немного подсушить.

Есть несколько признаков того, что указанная технология была нарушена, и такие гранулы лучше не покупать:

• цвет их неопределённый, с вкраплениями, — это означает, что сырьё было грубое и грязное, гореть такое топливо будет плохо и оставит после себя много золы;
• гранулы легко рассыпаются при нажатии, — значит, в них мало лингина, или его нет вовсе;
• ощущается характерный запах клея, — применялись для связывания состава химические вещества;
• капсулы слишком маленького или, наоборот, чрезмерно большого размера, — это говорит о том, что в грануляторе использовались матрицы кустарного производства.

Бывают, что гранулы горят очень плохо, почти тлеют. Это – тревожный сигнал. Либо вы приобрели контрафактный товар, либо сырьё плохо просушили. Вообще о несоблюдении технологии говорит низкая цена товара.

Необходимое оборудование

Оно зависит от предполагаемой мощности. Есть целые промышленные линии для массового производства топливных гранул. Но встречаются и небольшие агрегаты просто для производства топлива в ограниченных масштабах. Такие гранулы используются для бытовых личных нужд.

Например, оборудование для производства пеллет из опилок  включает в себя следующий минимум сегментов:

• шипорез предназначен для измельчения древесины;
• назначение сушильного барабана видно уже из названия;
• молотковая мельница окончательно измельчает сырьё;
• пресс может иметь разную мощность, но его задача неизменна – продавливание сырья;
• охладитель приводит гранулы в товарный вид.

Если использовать оборудование небольшого размера только для собственных нужд, всё равно это будет выгодно. В какой-то мере сокращаются расходы на отопление в зимний сезон. И если предприниматель или фермер уже занимается каким-то производством, оно вполне может стать безотходным. Гранулы можно готовить даже на основе куриного помёта, не только из опилок.

Средняя цена такой линии приближается к 2 миллионам рублей. Устройства для производства топливных гранул могут быть стационарными и мобильными. Первые обходятся дороже и оснащаются, как правило, электродвигателями. Передвижные конструкции могут использовать энергию дизеля автомобиля или трактора, который их перевозит. Обычно подобные устройства уменьшаются в типовом контейнере и занимают площадь около 50 кв м. Их производительность может достигать одной тонны пеллет в час при наличии постоянных поставок сырья, в то время, как даже мини-заводы стационарного типа могут производить топлива раза в два больше.

Но зато мобильную установку могут обслуживать всего два человека. И всего за один день её можно переместить и установить там, где в данный момент находится сырьё, а не перевозить его к месту дислокации завода с большими затратами.  Так можно непрерывно работать круглый год на разном сезонном материале.

В принципе, технология производства пеллет универсальна. То есть переработать в топливные гранулы можно практически любые отходы производства, если они состоят из естественных продуктов.

На сегодняшнем рынке топливных гранул в России предлагается большой выбор пеллет. Многие стараются купить гранулированное топливо импортного производства, особенно в чести немецкие товары подобного рода. Справедливости ради стоит  отметить, что ещё лет десять-двадцать лет назад российское сырьё уступало ранулам  Германии по качеству. Но сейчас ситуация изменилась, отечественные пеллеты по качеству превосходят многие европейские. Дело даже доходит до того, что некоторые зарубежные компании покупают российские пеллеты, так сказать, вразвес, а потом расфасовывают их и продают под своим логотипом. И продают уже гораздо дороже, кстати. Технология производства российского топлива полностью соответствует европейским стандартам. А вот качество древесного сырья в нашей стране бывает значительно выше. Это подтверждают многочисленные экспертизы и уровень продаж российских компаний.