Виды и сорта древесного угля
Выделяют 3 основные разновидности древесного угля:
- Черный: в нем присутствует повышенное количество нелетучего углерода, воды и золы. Он отличается высокой плотностью и прочностью.Этот вид угля подразделяется на 2 сорта: первый и высший. Они различаются по физическим свойствам. Материал создается при термообработке древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза.
- Красный: отличается высоким процентным содержанием золы. Производится из хвойных деревьев: сосна, ель, кедр, лиственница или пихта. Он имеет 2 сорта: первый и второй.
- Белый: создается из твердой древесины дуба, ясеня, клена, бука, березы, граба и вяза. Он не подразделяется на дополнительные сорта, но обладает предельными параметрами качества, указанными в ГОСТ 7657-84.
Эта классификация активно применяется российскими производителями. Она определяет нюансы изготовления материала в соответствии с его физическими или химическими свойствами. Иностранные производители редко используют данные стандарты производства. Мировые лидеры по поставкам этого материала, располагающиеся на территории Латинской Америки в производстве применяют только эвкалипт, не указанный в мировых или государственных стандартах.
Производство древесного угля как бизнес
Если производство древесного угля вы рассматриваете как бизнес, то ямой и бочкой обойтись не получится: объемы не те, времени уходит много. Придется закупать оборудование для производства древесного угля. Понадобится:
- печь для выжига угля;
- весы, мешки для древесного угля и фасовочное оборудование;
- источник или генератор электроэнергии;
- средства для измельчения дров (бензопилы, устройства для колки дров и т.п.).
Траты немалые, но можно сэкономить на помещении: производство размещается на открытой площадке. На старте обойтись можно одной печью, но для выхода на серьезные мощности нужно рассматривать цепочку печей, так как процесс достаточно длительный: сначала загрузка древесины и ее сушка, затем обжиг, остывание и выгрузка продукции. Более серьезная установка содержит отдельные емкости – реторты, в которые загружается сырье. Реторт может быть несколько: пока в одной древесина сушится, в другой уголь выжигается, третья остывает, следующая разгружается и загружается (подробнее смотрите тут). Такая цепочка предусматривает круглосуточный режим работы.
https://youtube.com/watch?v=DBrqplRHOdw
Самостоятельное изготовления печи для выжига угля выглядит проблематично: даже самые простые конструкции далеко не элементарны, работать придется с толстостенным металлом, сварка должна быть качественной. Для примера вот чертёж печи для древесного угля под названием УВП-5Б, разработанный ЦНИИМЭ.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
Более простой выглядит эта разработка ЦНИИМЭ. Их переносная углевыжигательная печь отличается лаконичностью и неплохой производительностью, но для этого требуется соблюдение всех пропорций.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
В общем, как бизнес производство древесного угля — не самый простой вариант, но достаточно перспективный и при правильной организации доходный: спрос стабильно растет, цены на хорошее топливо высокие. Причем даже отходы и не кондиционную продукцию (крошку и мелкий уголь) можно перерабатывать в топливные брикеты.
Выводы. Простейшие способы сделать древесный уголь в домашних условиях общедоступны: требуются по большому счету сухие дрова (даже нетолстые ветки и сухостой подойдет), небольшой участок земли и/или металлическая бочка с крышкой. Если же рассматривать производство древесного угля как бизнес, то предстоят немалые затраты. Но изготавливать древесный уголь можно из любых пород древесины, даже из отходов деревообрабатывающей промышленности: обрезков и некондиционных остатков. Пустить в ход можно даже опилки, сформовав предварительно пелеты. Некоторая часть продукции, выходящей из печи, не соответствует стандартам, но и отсев древесного угля можно превращать в хорошее топливо при помощи технологии брикетирования. В общем, несмотря на трудности, это достаточно перспективный вид деятельности.
Печь для древесного угля
Печь для углежжения достаточно сложна, повторить её конструкцию в домашних условиях весьма затруднительно. Корпус цилиндрической или прямоугольной формы имеет топочную камеру, поверх которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит извне, через стенки реторты, при этом в нем используется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на различных режимах показана на схеме:
Промышленная печь для изготовления древесного угля устроена таким образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, пиролизные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Такая очередность соблюдается и дальше, до получения конечного продукта. Получается, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в каждой из которых протекает определенный процесс:
После прокаливания емкости с углем выгружаются и в печь ставятся новые. Перед фасовкой и отправкой на склад изделие проходит операцию дробления до необходимого размера фракции, а при необходимости и брикетирование. Аппарат, где все операции выполняются по данной технологии — это печь для производства древесного угля непрерывного действия. Однако, есть и другая технология, но она более сложная и дорогостоящая, хотя и обеспечивает высокую производительность.
6 Советы
Во-первых, лучше использовать одну большую крышку. Но если все таки делаете как я, то делайте все очень быстро. Собственно при первом опыте, я слишком медленно закрывал и засыпал сверху яму, из-за чего повалил лютый столб дыма, будьте к этому готовы!
Во-вторых, выбирайте открытую местность, а не как я около деревянного забора и деревянных дверей. Плюс, у меня верхний слой грунт, т.е. треть ямы – песчаный. Из-за этого с углем я вытащил много и песка, который потом придется отделять.
Также, данный способ подходит скорее тем, у кого в распоряжении, есть большое количество ненужных дров. Так как покупать специально дрова не очень-то выгодно, дешевле готовый уголь купить.
Ну и на конец, это действительно уголь, а не прогоревшие дрова! Я использовал его для растопки кузнечного горна, так вот понравился мне он намного больше, чем магазинный.
Свойства
Полезные свойства этого топлива определяются несколькими показателями. Прежде всего, они определяются температурой горения древесного угля. Так прессованное топливо активно используется при плавке чугуна и стали. Достигая высокой температуры горения во время плавления (свыше 1350 градусов), химический состав древесного угля выступает катализатором реакции в металле. В доменном производстве при выплавке чугуна сегодня доля использования топлива невелика, всего 7-8%, но при этом чугун получается самого высокого качества. Это достигается за счет свойств древесного угля – в нем не содержатся вещества, которые при нагреве образуют летучие газы, а при сгорании примеси веществ ухудшающие характеристики и структуру металла. Высокая плотность и удельный вес древесного угля, используемого в металлургии, позволяют сохранить однородность процесса плавки без применения дополнительных технологий.
Среди полезных свойств древесного угля выступает его высокая температура горения и длительное выделение тепла высокой температуры. Особенно ярко это демонстрируется при приготовлении блюд в мангале. После разжигания, топливо быстро достигает высокой температуры и поддерживает горение на протяжении нескольких часов.
Важным показателем для топлива выступает и такой показатель, как зольность. Согласно ГОСТ, высший класс древесного угля при сгорании имеет зольность от 2,5 до 3 %. Для бытовых нужд, обычно используется класс Б он подходит как для отопления так и для приготовления пищи. В отличие от высшего класса с более высокой температурой горения, использование углей класса Б, таит в себе меньше опасности, прежде всего из-за более низкой температуры горения – она примерно на 300 градусов ниже. Такая разница между температурой горения двух видов древесного угля связывается со структурой, размерами головней и типом приготовления топлива. Более высокая температура получается при сгорании углей из более плотных слоев древесины. К тому же хранение материала класса А, предусматривает возрастание до 20% наличия воды в объеме всей массы.
Важным показателем для древесного угля выступает однородность массы, так, в общей массе сорта А, фракции 25 и 12 мм должно быть не более 12% суммарно, в то же время головней в составе объема быть вообще не должно. При кустарном производстве древесного угля своими руками свойства определяются по цвету, размерам головней и количеству пыли. Считается, что чем крупнее фракция и насыщеннее его цвет, тем качество его выше. Во многом такой метод оправданный, поскольку косвенно указывает на химический состав топлива, и наличие в нем большого количества углерода. Более глубокий лабораторный химический анализ может показать наличие или отсутствие в его составе серы, фосфора, солей тяжелых металлов и отдельные соединения на основе смол. При лабораторном анализе проверяется и зольность материала. Для топлива высшего качества зольность составляет 2,5-3%, для среднего качества определяется 3,5-4%.
Плотность зависит от марки и типа древесины, из которого он сделан. Вес стандартного объема топлива в 1 куб. метр составляет:
- Из еловой древесины – 100-120 кг;
- Соснового – 130-140 кг;
- Березового – 175-185 кг;
- Букового – 187-195;
- Дубового – 200-215.
Сам по себе материал очень пористый, если брать отношение объема пор к общему объему вещества, то для березового угля она составит 72%, для елового 80%. Из-за этого удельная плотность древесного угля в зависимости от материала происхождения может быть:
- Елового – 0,26 гр/см3;
- Соснового – 0,29 гр/см3;
- Березового – 0,38 гр/см3;
Именно высокая пористость материала и требует при розжиге в мангале и барбекю особой осторожности. Прежде всего перед розжигом нужно обработать угли спиртосодержащей жидкостью, и дать немного времени для того, чтобы она впиталась и проникла как можно глубже в поры
Еще один показатель топлива – теплоемкость зависит от температуры и влажности материала. Для сухого (с влажностью 7-15%) топлива средняя теплоемкость составляет 0,18 ккал/кг, для абсолютно сухого с влажностью 2-4% теплоемкость составляет 0,2 ккал/кг.
Теплотворная способность, то есть способность выделения тепла составляет при температуре 380-500 градусов около 7500-8170 ккал/кг.
Производство древесного угля как бизнес
Рекомендуется продавать уголь оптом. Покупателями могут являться супермаркеты, заправочные станции, кафе и рестораны, фабрики и иные промышленные организации. Для изготовления и экспорта продукции необходимо зарегистрировать предприятие в налоговых инстанциях, наладить поставку сырья, арендовать помещение и приобрести профессиональное оборудование. Стоимость открытия бизнеса составляет в среднем 2 000 000 руб. Оптовая цена 1 кг древесного угля равняется 100 руб. Мешок по 3 кг стоит не менее 270 руб. При продаже 20 т угля суммарная прибыль составляет 800 000 руб. Бизнес окупается в течение 6 месяцев.
Производство древесного угля как бизнес
Если производство древесного угля вы рассматриваете как бизнес, то ямой и бочкой обойтись не получится: объемы не те, времени уходит много. Придется закупать оборудование для производства древесного угля. Понадобится:
- печь для выжига угля;
- весы, мешки для древесного угля и фасовочное оборудование;
- источник или генератор электроэнергии;
- средства для измельчения дров (бензопилы, устройства для колки дров и т.п.).
Траты немалые, но можно сэкономить на помещении: производство размещается на открытой площадке. На старте обойтись можно одной печью, но для выхода на серьезные мощности нужно рассматривать цепочку печей, так как процесс достаточно длительный: сначала загрузка древесины и ее сушка, затем обжиг, остывание и выгрузка продукции. Более серьезная установка содержит отдельные емкости – реторты, в которые загружается сырье. Реторт может быть несколько: пока в одной древесина сушится, в другой уголь выжигается, третья остывает, следующая разгружается и загружается (подробнее смотрите тут). Такая цепочка предусматривает круглосуточный режим работы.
Самостоятельное изготовления печи для выжига угля выглядит проблематично: даже самые простые конструкции далеко не элементарны, работать придется с толстостенным металлом, сварка должна быть качественной. Для примера вот чертёж печи для древесного угля под названием УВП-5Б, разработанный ЦНИИМЭ.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
Более простой выглядит эта разработка ЦНИИМЭ. Их переносная углевыжигательная печь отличается лаконичностью и неплохой производительностью, но для этого требуется соблюдение всех пропорций.
Чертеж печи для древесного угля ЦНИИМЭ
В общем, как бизнес производство древесного угля — не самый простой вариант, но достаточно перспективный и при правильной организации доходный: спрос стабильно растет, цены на хорошее топливо высокие. Причем даже отходы и не кондиционную продукцию (крошку и мелкий уголь) можно перерабатывать в топливные брикеты.
Выводы. Простейшие способы сделать древесный уголь в домашних условиях общедоступны: требуются по большому счету сухие дрова (даже нетолстые ветки и сухостой подойдет), небольшой участок земли и/или металлическая бочка с крышкой. Если же рассматривать производство древесного угля как бизнес, то предстоят немалые затраты. Но изготавливать древесный уголь можно из любых пород древесины, даже из отходов деревообрабатывающей промышленности: обрезков и некондиционных остатков. Пустить в ход можно даже опилки, сформовав предварительно пелеты. Некоторая часть продукции, выходящей из печи, не соответствует стандартам, но и отсев древесного угля можно превращать в хорошее топливо при помощи технологии брикетирования. В общем, несмотря на трудности, это достаточно перспективный вид деятельности.
Печь для древесного угля
Печь для углежжения достаточно сложна, повторить её конструкцию в домашних условиях весьма затруднительно. Корпус цилиндрической или прямоугольной формы имеет топочную камеру, поверх которой загружаются 2 закрытые емкости, заполненные сырьем – реторты. Нагрев древесины происходит извне, через стенки реторты, при этом в нем используется тепло, выделяемое деревом в процессе реакций. Работа печи на различных режимах показана на схеме:
Промышленная печь для изготовления древесного угля устроена таким образом, что пока в одной емкости проходит пиролиз, то во второй идет сушка, пиролизные газы дожигаются и проходят сквозь реторту с влажным сырьем. Такая очередность соблюдается и дальше, до получения конечного продукта. Получается, что внутренний объем каждого сосуда разделяется на зоны, в каждой из которых протекает определенный процесс:
Что требуется для начала?
После изучения процесса производства, анализа рынка и принятия окончательного решения о начале бизнеса, предприниматель должен составить бизнес-план, включающий в себя все этапы создания собственного предприятия.
Регистрация
Положительным является тот момент, что деятельность по производству древесного угля не относится к подлежащим обязательному лицензированию.
Однако предпринимателю нужно пройти процесс обязательной государственной регистрации:
- В качестве организационной формы можно выбрать ИП или ООО (на усмотрение предпринимателя).
- Подходящим режимом обложения налогом является Упрощенная Система Налогообложения. Выбор объекта для налога (Выручка — 6% или Прибыль – 15%) зависит от маржинальной политики. Если вы собираетесь ставить большую наценку, то выгоднее выбрать в качестве объекта «прибыль». Но если вы собираетесь брать рынок за счёт низкой наценки, то выгоднее выбирать «выручку».
Цеха и помещения
Хотя современные технологии и обеспечивают высокий уровень экологической безопасности, размещать производство необходимо за чертой города. Лучше размещать его вблизи заводов, занимающихся заготовкой и обработкой древесины, что снизит расходы времени и денег на транспортировку сырья.
Основные рекомендации таковы:
- Цех должен находиться далее 300 метров от жилых помещений .
- Производственные площади (земельный участок) должен быть не меньше 200 м2.
- Печи размещают на земельном участке, на свежем воздухе.
- На участке необходимо подготовить место под склад сырья и склад готовой продукции.
- Также необходимо подготовить помещение для персонала.
В целях экономии текущих расходов земельный участок лучше приобретать в собственность.
Читайте, как запустить бизнес по производству мыла ручной работы. Требования к помещению. В новой публикации мы выясним, какие документы необходимы для открытия расчетного счета компании.
Оборудование
Для того чтобы организовать цех по производству угля необходим следующий комплект оборудования:
- Углевыжигательная печь – 120 000 р. Является основным элементом производственного процесса, с помощью которого отходы древесины перерабатываются в древесный уголь. На рынке доступны стационарные (устанавливаются на одном месте) и мобильные (могут передвигаться из места в место) печи.
- Дозаторы весовые – 20 000 р.
- Электрические генераторы – 30 000 р.
- Дровокол (гидравлический) – 90 000 р.
- Бензопила – 15 000 р.
- Машина для упаковки – 100 000 р.
Выше приведён полный комплект оборудования, необходимый для организации цеха. На начальном этапе можно обойтись без упаковочной машины и дровокола, что позволит сэкономить существенные ресурсы на этапе начала бизнеса.
Сырьё
Вопрос о породах используемой древесины был рассмотрен выше.
Здесь мы приведём таблицу расхода древесины и выхода древесного угля.
| Вид древесины | Расход (в 1м3) | Выход угля |
| Берёза | 500 кг | 140 кг |
| Дуб, ясень и клён | 550 кг | 160 кг |
| Граб | 630 кг | 180 кг |
| Сосна, осина, ель, липа | 400 кг | 110 кг |
| Лиственница и вязь | 520 кг | 150 кг |
| Ольха | 420 кг | 120 кг |
| Тополь | 380 кг | 100 кг |
Как видно из таблицы средний «выход» угля из древесины составляет примерно 28%.
Исходя из этого показателя, и нормы выпускаемой продукции можно планировать запасы сырья. Стоит учесть и то, что расход сырья зависит от используемого оборудования.
Если для 1 тонны угля, произведённой в однокамерной печи, расход составляет 7 кубических метров древесины, то для трёхкамерных печей расход составит намного меньше.
Подготовка материала
Уголь не от каждой деревяшки можно использовать для приготовления пищи. Это фруктовые деревья (груша, яблоня вишня), лиственные деревья (ольха, дуб, клён) и распространённая берёза. Совсем не подходят хвойные породы. Такое сырьё содержит смолы (это испортит вкус мяса).
Строительные обрезки для изготовления угля для мангалов не используются: пропитки и клеи при сгорании оставят канцерогенные вещества в угле.
Берёза – не самый лучший вариант, но дерево распространённое. Уголь получается чуть жарче чем надо. Хотя, зная такую особенность, можно приноровиться и делать классный шашлык.
Второе требование – сухие дрова. Для пиролиза влага вредна. В промышленном производстве сырьё сушат в специальных печах газами до 150 °С, а при выжиге «для себя» нужно или дать дровам просохнуть или взять сушину.
Гнилое дерево на уголь не пережигается.
Кора ухудшает качество угля и по возможности её нужно удалить с дров.
Хранение
Высушенный активированный уголь хранят, как правило, в темном прохладном месте. Предварительно его можно измельчить, но допускается и хранение цельных кусочков.
Для хранения используется стеклянная емкость с плотно притертой крышкой. При длительном нахождении угля на воздухе он теряет свои уникальные абсорбционные свойства уже через несколько месяцев. Если не нарушать условия хранения, перечисленные выше, то уголь можно хранить значительно дольше.
Впрочем, никто не запрещает сразу использовать весь запас высушенного угольного абсорбента: для заполнения воздушных и водяных фильтров, изготовления самодельной противогазной коробки.
Таким образом, легко можно заметить, насколько просто и дешево изготовить до своих личных нужд даже значительное количество активированного угля. Это заметно удешевит эксплуатацию кухонных вытяжек, систем очистки воды. А пользователь незаметно для себя получит уникальные знания по физике и химии.
Как приготовить активированный уголь своими руками — на видео:
Рубрика: Народные рецепты.
Сырье для изготовления активированного угля
На фармакологическом производстве создают из пережженных костей животных, нефтяного и каменноугольного кокса. Если хочется в домашних условиях самостоятельно получить препарат, берут древесину, в которой не содержится большое количество смолистых веществ, скорлупу кокоса, лесных и грецких орехов.
Легко сделать уголь своими руками из березы, которая растет практически в любом уголке страны.
Активируемый уголь из древесного угля
Люди часто приобретают продукт, отправляясь на природу, готовя шашлыки и барбекю. Данный материал почти не отличается качествами от фармакологического, обладает абсорбирующими свойствами и очищает от грязи жидкость. Но использовать лучше материал, выпускаемый надежным производителем из пород с низким процентом смолы. Если нет уверенности в качестве, предпочтительнее сделать самому в домашних условиях.
Активировать такой «препарат» несложно. Повысить впитывающие и связывающие способности можно, оставляя воду с активированным углем в течение нескольких часов на хорошо освещаемом солнцем участке. В этом случае сорбент устранит механический мусор и химические соединения, бактерии, которые присутствуют в сырой жидкости.
Кокосовая скорлупа
Чтобы изготовить активированный уголь, используют очистки плода. Удаляют мякоть и молоко, а затем особым образом пережигают его твердую оболочку.
Сырье для изготовления активированного угля
Наиболее универсальным сырьем для получения активированного абсорбента является древесина, желательно с низким содержанием смолы. Зачастую для сухой перегонки древесины, а именно так можно назвать процесс получения угля, применяется береза. Но можно использовать и другие лиственные породы.
Иногда для получения угольного абсорбента используют скорлупу кокосовых орехов. Естественно, после того, как сам кокос будет избавлен от воды и питательной мякоти.
К слову, уголь из этого экзотического сырья имеет множество микропор (до 2 нм). Поверхность же активированного угля из древесины покрыта мезопорами (до 50нм) и макропорами (свыше 50нм). Все эти показатели определяют какого размера частицы загрязнения идет впитать абсорбент.
Для промышленного получения активированного угля используется, к слову, животный костный материал. Именно из сожжённых костей животных состоят те самые черные таблетки из аптеки.
Применение
Чаще всего древесный уголь используется в качестве органического топлива. При сгорании он выделяет большое количество теплоты, требуемой для приготовления мясных изделий в мангале для барбекю. Топливо для мангала образует стабильное пламя и не выделяет вредные газы в атмосферу во время горения. Также это полезное ископаемое применяется в быту для розжига домашних каминов. Этот материал не выделяет запахов и не загрязняет помещение.
Некоторые жители городов не знают, зачем нужен древесный уголь, если присутствуют альтернативные источники тепла. Преимуществом данного материала является его экологичность. Он не оказывает негативное воздействие на экологию или организм человека.
Существуют следующие сферы применения древесного угля в промышленных масштабах:
- Черная и цветная металлургия: уголь используется в качестве восстановителя что обусловлено большим содержанием углерода. Этот материал является одним из самых главных компонентов шихты, использующихся при выплавке чугуна и иных сплавов железа.
- Производство алюминия, чистого кремния для полупроводниковых устройств, стекол, хрустальных изделий, красок, пластмассовых полимеров и электродов.
- Сельское хозяйство: производство натуральных удобрений для культурных растений и кормовых смесей для рогатого скота и птиц.
- Приборостроение и полиграфическое производство: изготовление антикоррозийных порошков и смазок. В этих сферах применяется сырье из мягкой древесины. Смазочные материалы из этого вещества изготавливается при помощи смешивания угля с остаточной золой. Полученная смесь обрабатывается раствором из марганцевого калия и серной кислотой.
- Производство дымного пороха: используется продукт из древесины ольхи. Он легко воспламеняется, благодаря высокому содержанию углерода. Процентное содержание угля в дымном порохе составляет от 12% до 20%.
- Изготовление электроугольных изделий: во время технологического процесса полезное ископаемое смешивается с каменноугольной смолой. Данные детали применяются в двигателях, электрокарах и электровакуумном оборудовании.
- Фармацевтика и пищевая промышленность: производство активированного угля, предназначенного для удаления растворенных органических веществ. Он используется в качестве адсорбента на очистных станциях для фильтрации природных вод.
Применение древесного угля ограничено сроком годности материала. Он может храниться в течение 5 – 12 лет. Срок годности продукта зависит от условий хранения. Рекомендуется содержать материал в закрытых емкостях, под навесом. Хранить продукт необходимо при температуре 200 °С.
