Биотопливо своими руками: особенности производства, плюсы и минусы самостоятельного изготовления

Виды биотоплива

Массовое производство биотоплива налажено в некоторых странах Европы (Франция, Германия, Испания, Италия), Южной и Северной Америки (Канада, США). Лидирующее место в производстве этанола занимает Бразилия. Среди стран-производителей биотоплива Африканского континента лидером является ЮАР. Примерно 5% биотоплива производится в Китае и Индии.

Все производимое биотопливо разделяется на несколько видов. Самыми популярными считаются:

• биодизель (вырабатывают из растительных масел);
• биоэтанол (заменитель бензина с содержанием спирта);
• биогаз (аналог природного газа, получаемый из отходов и мусора, прошедших специальную обработку).

Биодизель

— топливо, в основе производства которого лежит переработка жиров растительного, микробного и животного происхождения. В качестве сырья применяется кокосовое, соевое, рапсовое, пальмовое или любое другое масло-сырец либоотходы переработки пищевой промышленности. В процессе разработки находится технология производства биодизеля из водорослей. Биодизельное топливо, выработанное из масел — наиболее часто используемое биотопливо в Европе.

Биоэтанол

— спирт, выработанный в процессе ферментации из углеводов, полученных из крахмала или сахара, содержащихся в сахарном тростнике или кукурузе. В качестве сырья для выработки этанола рассматривается возможное применение трав и деревьев, по-другомуцеллюлозной биомассы. Для биокаминов применяется биоэтанол, который внешне представляет собой бесцветную жидкость без запаха.

Как получить биогаз в домашних условиях?

Биогазом называют смесь газов, которая получается в результате перепревания органики. При этом доступ воздуха к сырью должен быть прекращен. Исходным материалом для получения газообразного биотоплива может быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз. Основу биогаза составляют углекислый газ и метан. Удельная часть последнего может достигать 70%. К этой смеси в различных пропорциях примешаны другие газы, например, сероводород.

В среднем один килограмм органики дает порядка 500 г газа. На эффективность производства биогаза влияет несколько факторов. Наиболее важными из них считаются:

• Температура окружающей среды. Чем она выше, тем более интенсивно происходит процесс разложения органики и выделение биогаза. Не случайно первые установки, производящие биогаз, действовали в теплых регионах. Однако при достаточном утеплении установок и использовании в их работе горячей воды системы можно обустраивать и в областях с холодным климатом.
• Качество сырья. Оно должно достаточно легко разлагаться. При этом в его состав должно входить достаточное количество воды, без включений антибиотиков, моющих средств и других подобных им веществ, которые могут замедлить процесс ферментации.

Простейшее устройство для получения биогаза в домашних условиях выглядит таким образом. На участке выкапывается большая яма. Внутрь нее укладываются бетонные кольца. Таким образом, чтобы получилась герметичная емкость. Поверх нее устанавливается металлический купол. Из емкости на поверхность выводятся трубы для отвода биогаза. Яма заполняется органикой. Проверенный на практике рецепт органического материала: смешать 3-4 тонны растительных отходов и 1,5-2 тонны навоза. Все это заливается водой до получения смеси 60-70% влажности.

Биогаз — смесь газов полученных в результате перепревания органики без доступа кислорода. Его достаточно легко получить в домашних условиях. На снимке достаточно производительная установка по производству биогаза

Вот еще несколько вариантов смесей для получения биогаза:

• Коровий и конский навоз, смешанные в пропорциях 1:1.
• Конский навоз, перемешанный с соломой или торфом.
• Любой навоз с добавлением льняной костры в соотношении 7:3.
• Коровий навоз, перемешанный с опилками в пропорции 7:3.
• Конский навоз с добавлением любой листвы в соотношении 7:3.
• Любой навоз с добавлением домашних отходов в пропорции 4:6.

Подготовленное сырье укладывается в емкость. При помощи змеевика его прогревают до температуры порядка 35С. В таких условиях без доступа воздуха запускается процесс брожения, за счет которого происходит дальнейший нагрев смеси и выделение биогаза. Газ по трубопроводу отводится из резервуара и поступает в накопитель. Такое биотопливо может использоваться для отопления, приготовления еды и других хозяйственных нужд.

Установки для производства биогаза достаточно просты. На рисунке представлены схемы двух очень простых, но, тем не менее, эффективных систем

Преимущества и минусы устройств

Самый большой плюс — отсутствие традиционных дров, а значит, вытяжки, необходимой для эвакуации опасного дыма и копоти. Однако на этом список «добродетелей» этих экологичных конструкций не заканчивается. В нем:

1. Почти полная безопасность. У биокаминов высокая степень безопасности, так как сама конструкция топливных блоков не дает возможности допустить перегрев, утечку, хлопки, взрывы.
2. Мобильность. Установка приборов возможна как во время ремонта, так и после него. Некоторые модели можно переносить из комнаты в комнату.
3. Простота установки, эксплуатации. Правила, относящиеся к работе биокаминов, есть, но особых сложностей инструкция не предполагает.
4. Обогрев помещений. В этом случае мощность устройства в большей степени зависит от его размера. Средние цифры — 2-7 кВт, КПД — 95%.
5. Простота ухода. Все внешние поверхности просто протирают влажной тканью. Для стеклянных элементов потребуется специальная жидкость.
6. Возможность самостоятельно регулировать интенсивность горения.
7. Экономия топлива за счет горения паров (примерно в 1,5-2 раза).
8. Довольно широкий ассортимент моделей экологичных каминов.
9. Увлажнение воздуха благодаря выделяющимся парам воды.

Отсутствие коммуникаций — еще одно преимущество этих устройств. Если камин имеет спиртовые горелки, которые разжигают вручную, то необходимости соединения его с электросетью нет. Модели-автоматы требуют вывода на розетку.

Без минусов и здесь не обошлось. Экологичным приборам свойственно несколько недостатков. В небольшой список входит:

• достаточно высокая цена;
• такая же стоимость качественного топлива — биоэтанола;
• необходимость расчета количества топлива: оставлять его в баке не советуют;
• обязательное соблюдение правил эксплуатации, так как союз этанола и пламени всегда потенциальная опасность.

Нельзя забывать, что мощному оборудованию нужна комната больших размеров. И качественная вентиляция — маленькому помещению. В противном случае на самочувствие жильцов окажет влияние скопившийся углекислый газ. Первые симптомы — утомляемость, вялость без причины, головная боль.

Сравнительные характеристики брикетов

Вид топлива	Теплотворная способность, МДж/кг
Антрацит	26,8-31,4
Бурый уголь	10,5-15,7
Каменный уголь	20,9-30,1
Газ	27
Торф (влажность 20%)	15,1
Дизельное топливо	42,7
Древесина (влажность 40%)	6-11
Брикеты (из опилок)	16-29,5

Каждый вид брикетов имеет свои особенности и преимущества. И хотя все они отлично подходят для отопления в бытовых условиях, все же стоит подробнее ознакомиться с их характеристиками, чтобы выбрать оптимальный вариант.

Формы топливных брикетов

Древесные брикеты

Этот вид брикетов получают в результате прессования различных древесных отходов – сухостоя, опилок, стружки, некондиционной древесины. Перед прессованием отходы нагревают до определенной температуры, вследствие чего из клеток выделяется клеящее вещество – лигнин. Благодаря лигнину брикеты приобретают высокую прочность и сохраняют свою форму при транспортировке и хранении.

Древесные брикеты

Преимущества брикетов перед цельной древесиной очевидны:

• плотность брикетов постоянна и составляет 1240 кг/м³, плотность дерева зависит от породы и колеблется в пределах 150- 1280 кг/м³;
• максимальная влажность брикетов 10%, дерева – от 20 до 60%;
• при сгорании брикета объем пепла равняется 1% от общей массы, дерева – 5%;

• при горении брикет выделяет 4400 ккал/кг, дерево — 2930 ккал/кг.

Кроме того, есть у древесных брикетов и другие достоинства:

• прессованная древесина при горении не искрит и выделяет очень мало дыма;
• в котле поддерживается постоянная температура;
• время горения брикета 4 часа;
• оставшиеся после сгорания угли отлично подходят для приготовления пищи на открытом огне;
• правильная форма брикетов упрощает их транспортировку и хранение.

Продается такое топливо не в кубометрах, как дерево, а в килограммах, что гораздо выгоднее.

Цены на Евродрова-Брикеты

Евродрова Pini-kay

Каменноугольные брикеты

Каменноугольные брикеты

Этот вид брикетов получают из отсева каменного угля. Сначала отсев измельчается, смешивается со связующим веществом, а затем спрессовывается под высоким давлением.

Основные свойства такого топлива:

• угольные брикеты не дымят;
• не выделяют угарный газ;
• время горения в обычных котлах от 5 до 7 часов, с регулируемой подачей воздуха – 10 часов;
• пригодны для использования в бытовых условиях;
• имеют компактную форму;
• при горении выделяют 5200к/кал и поддерживают постоянную температуру;
• максимальный объем золы – 28%;
• имеют длительный срок хранения.

Каменноугольные брикеты являются наиболее оптимальным топливом в суровые зимы, когда из-за низких температур в бытовых газовых системах падает давление. Брикеты горят при любой температуре, главное, чтобы был постоянный приток воздуха.

Цены на угольные брикеты WEBER

Угольные брикеты WEBER

Торфяные брикеты

Торфяные брикеты

Для изготовления брикетов торф высушивают, нагревают и под высоким давлением прессуют. В результате получаются аккуратные легкие кирпичики темного цвета. При регулируемой подаче воздуха брикеты из торфа поддерживают температуру в течение 10 часов, что очень удобно для отопления дома в ночное время.

Основные свойства:

• подходит для всех видов печей;
• теплоотдача равна 5500-5700 кКал/кг;
• объем золы 1% от общего объема брикета;
• доступная цена;

• минимальное количество примесей в составе.

Зола, которая остается после сгорания топлива, может использоваться как эффективное известковое и фосфорное удобрение. Для многих владельцев частных хозяйств этот фактор является решающим при выборе отопительных брикетов. Поскольку торф относится к легковоспламеняющимся веществам, хранить его следует на безопасном расстоянии от открытого огня и отопительных приборов. Даже просыпавшаяся из упаковки пыль может загореться и спровоцировать пожар, поэтому обращаться с брикетами нужно правильно.

Брикеты из лузги

Брикеты из лузги

Лузга подсолнечника, шелуха гречихи и риса, отходы ржи, овса и даже солома, широко используются для изготовления топливных брикетов. Самыми распространенными являются брикеты из лузги подсолнечника, поскольку при производстве масла остается большой процент отходов. Максимальная влажность лузги для прессования составляет 8%, что повышает отдачу тепла и сокращает время возгорания.

Брикеты из подсолнечника

Технические характеристики:

• плотность брикетов равна 1,2 т/м³;
• теплоотдача – 5200 ккал/кг;
• объем золы от 2,7 до 4,5%.

Дополнительные преимущества:

• отсутствие вредных примесей;
• доступная цена;
• продолжительное время горения;
• удобство хранения и транспортировки.

Обзор популярных марок

Результат на выходе получается довольно неоднозначный. Одно дело, когда для изготовления подобного горючего перерабатывают отходы, а совсем другое – переработка специально выращенных для этого растений.

Главный ингредиент всех марок биогорючего для каминов – спирт, особых различий по качеству и составу он у разных производителей не имеет ( )

С этаноловым биотопливом ситуация несколько иная. Его производят в гораздо меньших масштабах. В основном этим занимаются в Европе, но и в России есть свои фабрики. Для производства этого биогорючего также нужно сырье растительного происхождения, однако не в столь громадных объемах, как в случае с автомобильным аналогом.

В отечественных магазинах каминное биотопливо можно выбрать из следующих брендов:

1. Kratki BioDECO (Польша).
2. InterFlame (Россия).
3. BioKer (Россия).
4. Planika Fanola (Германия).
5. Vegeflame (Франция).
6. Bionlov (Швейцария).
7. Bioteplo Slimfire (Италия).

Как выбрать

При выборе горючего для биокаминов необходимо обратить внимание на ряд факторов:

• наличие сертификатов соответствия;
• показатель производительности и энергетической способности;
• отсутствие продуктов распада в топливном баке после сгорания;
• отсутствие резких и неприятных запахов от жидкости;
• срок годности;
• подлинность упаковки;

Расслоение состава после перэтерификации

Теперь осталось отделить биодизель, подвернуть его очистке от излишков метанола и от остатков катализатора. Оставшуюся глицериновую фракцию также подвергают процессу очистки, так как сам по себе глицерин является весьма ценным продуктом с широкой сферой применения.

Оптимальной дозировкой компонентов считается такая: для переработки тонны растительного масла потребуется 111 кг метилового спирта и порядка 12 кг катализатора – гидроксида натрия или калия. При соблюдении технологии процесса на выходе должно получиться примероно 970 кг (или 1110 литров) готового очищенного биодизеля и 153 килограмма глицерина.

Можно, конечно, расписать сложную химическую формулу, но она вряд ли что скажетполезного читателю. Лучше привести наглядную блок-схему производственного процесса, чтобы стало понятно, насколько непросто качественно провести все операции.

Производство брикетов

Сырьем для изготовления брикетов становятся всевозможные виды отходов сельхозпредприятий, деревообработки, мебельного производства и других промышленных отраслей, где используют древесину и растения. Технология производства топливных брикетов из опилок делает возможным для создания одного кубометра готового продукта расходовать до четырех кубометров отходов, что положительно влияет на окружающую среду. Компании, которые изготавливают экологичные дрова, избавляют планету от огромного количества мусора.

Расходы на сырье для брикетирования варьируются в зависимости от его вида и качества, а также от региона, из которого его доставляют. Качество поставляемого сырья является одним из главных факторов успешности производства экологичного чистого топлива

Важно иметь надежных поставщиков, которые по законам и правилам обеспечивают экологическую безопасность на своем производстве. Такими поставщиками становятся многочисленные агрокомплексы и фермы, деревообрабатывающие предприятия и лесопилки

Технология производства экологичного топлива делится на несколько этапов. На каждом из них задействуется специальное оборудование, и соблюдаются установленные нормы температуры и давления. Но главным элементом при создании брикетов становится связывающее вещество. Соединительные компоненты в процессе производства оплавляются и связывают между собой фракции сырья.

Отходы древесины лиственных деревьев не нуждаются в добавлении соединительных компонентов, потому что в них итак содержится смола, которая становится связующим элементом во время нагрева. Сельскохозяйственные отходы, напротив, требуют дополнительных веществ, таких как лигнин. Лигнин считается базовым компонентом в топливных брикетах. По составу он экологичен, так как получается только из остатков частей растений.

Производство экологичных дров начинается с подготовки аппарата для сушки и установления нужной температуры внутри вентилятора. После чего идет погрузка бункера со шнековым питанием, подающий материал в сушильную камеру. Влага устраняется воздушными потоками, поэтому в атмосферу выходит только обычный пар. Никаких вредных веществ при сушке материала не выделяется, именно поэтому изготовление топливных брикетов называется экологичным.

Этапы изготовления

Основные этапы изготовления:

1. Измельчение/дробление сырья до фракции не более 3мм. Отходы измельчаются в рубильной машине. Вращающийся барабан аппарата, оснащенный острыми ножами, измельчает щепки и отделяет более крупные из них для повторного измельчения до необходимых размеров.
2. Сушка. Тепло-генератор осуществляет сушку фракций горячим воздухом. Количество влаги в сырье не должно превышать 15%.
3. Брикетирование. В экструдере начинается линия брикетирования древесных отходов, и не только. Подготовленная смесь поступает на опрессовывание. В условиях высокого давления и при особой температуре сырье выдавливается из экструдера и нарезается на отдельные брикеты.
4. Упаковка. Происходит герметичная упаковка брикетов, после чего их отправляют на склад.

Оборудование для изготовления

Основным оборудованием для изготовления топливных брикетов являются экструдер и пресс.

Экструдер – это машина, которая размягчает/плавит материалы и придает им нужную форму путем выдавливания спрессованной массы через фильеру. Состоит станок из нескольких основных фрагментов: корпуса с нагревательным элементом, основного шнека и экструзионной головки для создания брикетов определенной формы на выходе из машины.

Пресс представляет собой аппарат для сдавливания подготовленной смеси фракций до высокой плотности и эргономичной консистенции. Спрессовывание позволяет формировать максимально компактные и подходящие для долгого хранения и использования брикеты.

Можно выделить несколько типов пресса:

• Ручной пресс для брикетов. Это несложная металлоконструкция, включающая в себя пресс-форму, опорную часть, поршень и рукоять. Данный вид пресса имеет легкий вес и удобен в транспортировке.
• Гидравлический пресс. Гидравлический пресс включает в себя поршневой насос с регулируемой производительностью, электродвигатель и бак с гидравлическим маслом. Используется только в помещениях с поддержанием плюсовой температуры.
• Ударно-механический пресс. Формирует брикеты по принципу ударной экструзии. Поршень пресса размещен горизонтально внутри цилиндрического насоса.

Вниманию заинтересованных людей представлено немало моделей мини-линий по производству биодизеля

Если задаться целью, то будет не так сложно подобрать необходимый производственный мини-комплекс, оптимально подходящий к имеющейся в распоряжении площади. На интернет-площадках представлено немало подобных технологических установок, различающихся по потребляемой мощности, производительности, степени автоматизации, количеству необходимых для обслуживания операторов, и, конечно, по стоимости оборудования. Производство линий по выработке биодизеля освоили и отечественные, и европейские компании.

Видео: автоматизированная модульная линия по выпуску биодизеля

Твердое биотопливо — пеллеты

В последнее время очень много ходит различных слухов или даже своеобразных «легенд» о том, что одним из наиболее перспективных и высокорентабельных видов малого бизнеса может стать производство топливных пеллет – особого вида биологического топлива. Давайте внимательнее глянем на достоинства твердого гранулированного топлива и на процесс его получения.

Для чего и как производят топливные пеллеты

Лесозаготовки, деревообрабатывающие предприятия, сельскохозяйственные комплексы, некоторые другие производственные линии обязательно выдают, помимо основной продукции, очень большое количество древесных или иных растительных отходов, которые, казалось бы, уже не имеют никакой практической ценности. Еще не та дано они попросту сжигались, выбрасывая дым атмосферу, или даже бесхозяйственно разлагались огромными «терриконами». Но ведь в них заложен огромный энергетический потенциал! Если эти отходы привести в состояние, удобное для использования в виде топлива, то, наряду с решением проблемы утилизации, можно ещё и прибыль получить! Именно на этих принципах и базируется производство твердого биотоплива – пеллет.

2.Запах от биокамина? Аромат или вонь?

«Вот накупим мы биотоплива, а потом задохнемся от удушающих паров…» — очень распространённое заблуждение среди покупателей биокаминов. Наша компания Kronco тщательно подошла к освещению этого вопроса и протестировала каждый образец, как говорится, на себе. Более подробно вы можете посмотреть в нашем видеоролике, где мы все наглядно представили.

А сейчас коротко расскажем, что запах, покупаемого топлива зависит исключительно от состава, от примесей, которые добавлены. Но, так или иначе, все это спирт, соответственно и запах присутствует спирта. При записи нашего обзора было установлено, что у образцов №1 «ZeFire» и №4 «Профит» имеется специфический аромат, схожий с текилой. Остальные же представленные варианты носят запах чистого спирта.

Виды горючего

Биотопливо производится преимущественно в Европе и странах Америки. Но лидирующее место по его изготовлению занимает Бразилия. Все горючее, которое изготавливается в мире, можно поделить на несколько типов:

• биодизель;
• биоэтанол;
• биогаз.

Первый вид топлива изготавливается из растительных масел. Биогаз является некой заменой обычного газа, производящегося во время переработки отходов и бытового мусора. Биодизель тоже содержит этанол и спокойно заменяет обычный бензин.

Биодизель производится во время переработки отходов и бытового мусора

Для камина самым оптимальным будет биодизель. Для его изготовления применяются растительные масла животного или микробного происхождения. В основной состав биотоплива для каминов входят масла из:

• сои;
• пальмы;
• кокоса;
• рапса.

Биотоплтиво производится из продуктов, которые содержат много сахара и крахмала

Практически любое встречающееся биотопливо может быть представлено биоэтанолом. Этот ингредиент является спиртом, который образуется при ферментации и переработке углеводов. Для этого используются продукты, которые содержат много сахара и крахмала. Также может применяться целлюлозосодержащее сырье. Готовая жидкость бесцветна и не должна содержать запахов.

Свойства биотоплива

Во время денатурации этанол приобретает свойство нейтрального воздействия на окружающую среду. Он не наносит ущерба человеческому здоровью, так как во время горения выделяет тепло и немного окиси углерода. Использование биотоплива позволяет не только сохранить здоровье, но и получить красивые и ровные языки пламени при горении в камине.

Биотопливо абсолютно безопасно для здоровья и окружающей среды. Во время горения от него не образуются дым и копоть. Это позволяет возвести камин без вытяжки и дымохода. При горении выделяется много тепла, которое долго остается в доме. КПД у биотоплива достигает 95%. Если сравнить пламя от сжигания такого горючего и древесины, то отличий практически нет.

Еще один плюс в пользу использования биотоплива — это его форма выпуска. Оно поставляется в виде геля, который очень удобно использовать и хранить. В его состав входит еще морская соль. Она позволяет добиться потрескивания, как у обычных дров, во время горения.

Биотопливо абсолютно безопасно для здоровья людей, животных и окружающей среды

Главные детали гранулятора — матрица и дробящие ролики

Основные детали – матрицу и дробящие ролики, можно приобрести в готовом виде. Но исполнить сам корпус, смонтировать его на станине, установить электропривод, продумать систему передач с нужным передаточным числом, точно подогнать все детали и узлы – здесь нужны незаурядные способности слесаря, механика, фрезеровщика, токаря…

Конечно, если есть полная уверенность в своих силах, то можно попробовать – в интернете встречаются примеры, в которых домашние мастера хвастают своими удачами. Мало того, некоторым даже удается уйти от обычных схем и изменить конструкцию, сделав ее проще, но без потери возможностей установки.

Возможно, предлагаемое ниже видео для кого-нибудь и станет отправной точкой в разработке и изготовлении собственного пеллетного гранулятора:

Видео: как устроен компактный аппарат для гранулирования пеллет

В завершение можно отметить следующее.

В масштабах одной публикации просто невозможно даже вкратце пройтись по всем современным методам изготовления биотоплива. Так, заслуживают отдельных статей вопросы выработки и использования биогаза из отходов животноводства, производства биоэтанола из растительного сырья. Если у читателя есть интересная информация по этим вопросам – мы будет рады опубликовать ее на нашем портале. Во всяком случае, эти темы тоже не останутся без рассмотрения.

Следите за обновлениями!

Какими свойствами обладает

Именно поэтому данный вид топлива не способен наносить вред здоровью человека и иным организмам. Сгорание горючего для каминов сопровождается красочным огнем.

Биотопливо – это непревзойденный вид топлива, ведь он вполне безопасен, не выделяет никаких вредных веществ и не дымит. Благодаря этому отпадает необходимость в установке дымохода для биокамина. Преимущества очевидны – расход тепла отсутствует, ведь оно полностью уходит в дом. Теплоотдача 95 %.

Пламя, получаемое в ходе сгорания биологически чистого горючего, по внешнему виду не имеет отличия от обычного. Топливо в виде жидкого геля, который дополняют морской солью, создает иллюзию потрескивания, что напоминает звук сгорания дров. А при горении биотоплива образуются языки пламени, очень похожие по форме и цвету на огонь в классическом камине.

Замечание специалиста: данное топливо также применяется в качестве энергоносителя, используемого для устройств освещения.