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.
Технология изготовления древесного угля в домашних условиях
Если вам не нужен целый прицеп древесного угля, то закупка большими партиями будет не рациональна. Небольшое количество топлива для мангала или печи можно сделать самостоятельно, имея небольшой запас знаний и необходимых материалов.
Выбор сырья
От того, какую породу дерева выбрать для получения угля будет зависеть его качество. Лучше отдать предпочтение бревнам без коры. Таким образом, в процессе прогорания не будет выделяться много дыма.
В качестве экономии, лучше использовать ту древесину, которая имеется в наличии или которую проще достать. Класс качества угля определяется породой дерева и маркируется соответственно:
- «А» — деревья твердых пород, такие как дуб, вяз, береза;
- «Б» — смесь хвойных деревьев твердыми породами;
- «В» — мягкие породы, ольха, пихта, тополь и др.
Для изготовления древесного угля подходит береза
Самый распространенный и доступный вид древесины — береза. Из нее получаются отличные угли, имеющие высокую теплоотдачу и ровный жар.
Получение древесного угля путем пережигания древесины в яме
Для изготовления древесного угля своими руками в яме нужно подготовить сырье и само место его закладки. Очищенные от коры бревна распиливаются. Чем меньше будет размер бревен, тем качественней потом получится уголь. Лучше, чтобы габариты каждой заготовки не превышали 25 см.
Далее выкапывается цилиндрическая яма размерами 60 см в глубину и 70 см в диаметре. Такого объема хватит, чтобы получить примерно два мешка топлива. Стенки ямы должны быть точно вертикальными. Дно хорошенько уплотняется ногами или какими-либо подручными приспособлениями. Это нужно для того, чтобы впоследствии земля не смешалась с углем.
Когда яма подготовлена, в ней нужно развести костер. Для этого подойдет хворост или сухая кора. Нельзя использовать для розжига химические средства. Главная задача, чтобы дно было полностью покрыто ветками, поэтому постоянно нужно добавлять новые, по мере прогорания предыдущих.
В разгоревшийся хорошо костер выкладывается древесина. Поленья кладутся как можно плотнее друг к другу. Когда первый слой прогорит, сверху на него подкладываются новые бревна и так до тех пор, пока яма не заполнится доверху.
Время, когда поленья превратятся в уголь, зависит от плотности древесины. Их твердых пород получится более качественный уголь, о времени для их прогорания уйдет больше. Время от времени нужно разгребать прогоревшие бревна шестом или длинной палкой.
Спустя 3-4 часа яма из бревен должна полностью прогореть. Готовое топливо перед расфасовкой оставляют до полного остывания. Для этого уголь забрасывают свежей травой, сверху накидывают землю и все хорошо утрамбовывают.
На остывание топлива уйдет примерно 2 дня. После этого его откапывают, просеивают и раскладывают в мешки. Древесный уголь полностью готов для дальнейшего использования.
Древесный уголь в бочке
Так же как и для выжигания угля в яме первоначально необходимо подготовить древесину. Бревна очищаются и распиливаются. Также нужно подготовить бочку из толстого металла. Объем выбирается индивидуально, по принципу какая есть или сколько угля планируется заготовить. Есть два способа изготовления древесного угля своими руками в бочке.
- На дно емкости укладываются жаростойкие кирпичи ребрами вверх. Между ними разводится костер с применением бумаги, щепок, хвороста и др. Сверху выкладываются подготовленные бревна до тех пор, пока угли не закроют поверхность кирпичей. На прогоревшую древесину кладется металлическая решетка, а на нее следующая партия поленьев. Между бревнами и их слоями не должно быть больших зазоров. Как только бочка заполнится доверху, а на поверхности появится пламя, ее закрывают металлическим листом или крышкой. По цвету выходящего дыма определяют готовность углей. Если он сизого цвета, то бочку плотно закупоривают и оставляют топливо остывать. После угли достают и пользуются по своему усмотрению.
- Подготавливают платформу, на которую установится бочка. Для этого на кирпичи укладывается лист из негорючего материала, например, стали. Между кирпичами разводится костер. Сверху устанавливается бочка наполненная дровами. Емкость закрывается не полностью. Щели необходимы для выхода газов в процессе окисления древесины. Когда процесс выхода газов прекратится, бочку на некоторое время оставляют на костре, затем снимают, а газоотводные отверстия плотно закрывают. В таком виде уголь оставляется до остывания, потом проверяется на готовность и качество.
Древесный уголь в бочке
Процесс изготовления древесного угля в домашних условиях достаточно трудоемкий, но в результате получится отличное биотопливо без вредных примесей.
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.
Получение древесного угля своими руками по примитивной технологии
Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины! В данной статье, автор YouTube канала «Primitive Technology» расскажет Вам, как он сделал партию древесного угля, используя насыпной метод, затем переложил его в корзины для дальнейшего хранения.
Древесный уголь — это топливо, которое горит при более высокой температуре, чем древесина, из которой он изготовлен. Это связано с тем, что первоначальные этапы сгорания, потребляющие энергию, имели место, когда уголь вытеснял летучие компоненты древесины (такие, как вода, сок, эфирные масла). В результате получается почти чистое углеродное топливо, которое сгорает при гораздо более высокой температуре, практически не выделяя дыма, и с меньшим пламенем. Древесный уголь был в основном топливом для металлургии в древние времена, но изредка использовался и для приготовления пищи. Материалы. — Сухие поленья и ветки — Сухие ветки с листьями — Глинистая земля — Вода.
Инструменты, использованные автором. — Камни — Палочка для розжига методом трения.
Процесс изготовления. Первым делом мастер собирает сухие ветки и стволы деревьев, затем разламывает относительно тонкие из них при помощи камней, бросая их на ветку.
Теперь автор выкапывает небольшую ямку, и устанавливает в нее самое большое полено вертикально. Затем прикапывает его.
Предпоследний слой формирует из веток с листьями.
Плотным слоем, стараясь не допускать трещин, укладывает верхнюю часть шубы, оставив на вершине кургана отверстие для выхода дыма и газов. Поверхность шубы слегка смачивает водой, и разглаживает.
Места, где появляются трещины, обязательно замазывает.
Так как начинает проседать часть веток, можно подбросить еще.
На этом этапе автор заделывает сначала все отверстия поддува.
Затем он просто разломал внешние стенки.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Выжег древесного угля
Суть процесса в том, чтобы древесина сгорела не до конца.
При нагреве сырья с ограничением доступа кислорода остаётся углеродный каркас, повторяющий древесину. Такой процесс называется пиролизом. Рабочей температурой пиролиза древесины будет 350 °С. Целлюлоза при пиролизе подвергается термической деструкции, результатом которой становится образование угля и пиролизных газов.
Большое количество пор способствует быстрому горению древесного угля.
Массовая доля углерода в древесном угле составляет 50%.
Выжигайте уголь вдали от построек и лесопосадок. Соблюдайте правила пожарной безопасности.
Приготовить уголь для мангала можно несколькими способами.
Виды
На сегодня принято выделять несколько классов древесного угля, обозначающихся специальной маркировкой для каждого класса.
Что же касается видов угля, то весь материал можно разделить на две большие группы:
- Уголь из клёна, дуба, берёзы, вяза, бука, ясеня.
- Уголь из ольхи, липы, осины, тополя.
Пиролизом материалов первого вида получают уголь, который в последствии маркируют буквой «А». Такой уголь очень богат углеродом и минеральными веществами.
Продукт с маркировкой «Б» получают путём смеси пиролизных продуктов первой и второй групп, и он имеет около 88% углерода в составе.
Существует также и уголь группы «В», содержащий в составе около 77% углерода. Чем больше углерода в составе – тем качественнее продукция.
Как сделать в домашних условиях
Как же делают древесный уголь кустарным способом, располагая производство на приусадебном или дачном участке? Существует два самых распространенных способа.
В яме
Можно вырыть во дворе яму в месте, расположенном на отдалении от строений. Если нужно получить два мешка угля, глубина ямы должна достигать полуметра, ширина – 80 см. Дно следует хорошо утрамбовать ногами или специальным приспособлением. Когда углубление готово, в нем можно разжигать костер из мелких веток, постепенно забрасывая дрова средних размеров.
Новую порцию следует добавлять тогда, когда предыдущая часть прогорела и существенно уменьшилась в объеме. В течение нескольких часов нужно яму полностью загрузить дровами, периодически их уплотняя. Когда дрова прогорят по всей высоте ямы, сверху нужно закрыть ее свежей травой, слоем земли и опять утрамбовать. В таком виде самодельный «реактор» будет остывать пару дней, по окончании которых можно извлечь готовый уголь.
В бочке
Если в хозяйстве найдется металлическая бочка с толстыми стенками, не содержащая остатков химикатов или нефтепродуктов, можно обойтись без выкапывания ямы.
При большом объеме бочки на дне имеет смысл уложить слой из огнестойких кирпичей, затем между ними развести костер и постоянно подкладывать дрова, не забывая об уплотнении. Когда слой кирпичей будет полностью покрыт, сверху на дровяное скопление укладывают решетку, которая хорошо пропускает тепло и пламя. На решетку можно погружать в бочку очередную порцию дров до тех пор, пока емкость не заполнится.
Когда воспламенится верхний слой, конструкцию нужно закрыть почти плотно листовым металлом, оставив совсем небольшую щель сбоку. Полной герметичности добиваться не нужно, да и сделать это невозможно. Выделяющийся дым в какой-то момент начнет приобретать сероватый цвет, в это время лист нужно сдвинуть так, чтобы щель закрылась. Углежжение можно считать выполненным. Как только бочка совсем остынет, можно вынимать готовый продукт.
Другая технология приготовления древесного угля также предполагает использование бочки, кирпичей и металлической или любой другой термостойкой крышки.
Разница сводится к тому, что огонь разжигают не внутри, а на земле между кирпичами, на которых установлена емкость. Чтобы воспламенились дрова внутри, костер снаружи должен гореть интенсивно и долго. В нижней части бочки предварительно следует сделать отверстия для поступления некоторого объема воздуха. В течение всего времени бочку нужно держать плотно закрытой, только в конце углежжения крышку можно снять и вынуть образовавшийся уголь.
В печке
Если потребность в дровах не очень большая, вполне можно довольствоваться обычной печью. Заглядывая в топку, следует дождаться момента, когда дрова станут полностью красными, затем щипцами вытащить их и погрузить в металлическое ведро или керамическую емкость, которые нужно быстро и плотно закрыть крышкой. После остывания уголь будет готов.
Для увеличения получаемой порции древесного угля можно загрузить в топку большое количество дров, дождаться полного возгорания, а потом закрыть поддувало, двери, заслонки и подождать минут 10. По окончании этого времени можно открывать дверцы и аккуратно доставать угольные кусочки.
Что такое древесный уголь
Уголь из древесины, так же как и любой другой, содержит преимущественно углерод. Главной характеристикой древесного угля, определяющей сферы его использования, является высокая пористость. При термической реакции в среде без кислорода или с небольшим его содержанием образуется углеродный каркас, в большой мере похожий на природную структуру капилляров в стволе дерева.
Наличие большого количества микроскопических полостей объясняет отличную поглощающую способность продукта. Если в порах присутствует кислород, то материал легко горит с выделением тепла.
Массовая доля углерода в схожих объектах составляет:
- древесный уголь – 50 %;
- торф – около 60 %;
- каменный уголь – чуть больше 80 %;
- антрацит – около 95 %.
В свежеполученном древесном угле суммарное содержание кислорода и азота достигает 44 %, что является максимальным показателем при сравнении с угольными ископаемыми.
При хранении в окружении теплого воздуха в течение одного часа уголь, только что полученный из древесины, может увеличиться в массе на 2 % за счет поглощения кислорода. Если объем порции изначально был большой, то нельзя исключить реакции самовозгорания. Поэтому продукт, сделанный из древесного сырья, сначала стабилизируют в специальном режиме, затем упаковывают и хранят в безопасных условиях.
Изготовление древесного угля в домашних условиях
Информация о домашнем углежжении интересна тем людям, кто занимается ковкой металла с небольших мастерских. Такое чистое биотопливо, как древесный уголь, издавна считается самым лучшим для работы кузнечного горна. Ну и о том, как хорош уголь для шашлыков и барбекю, давно известно всем, только покупать его в магазине выходит дороговато. Исходя из того, что оборудование для производства древесного угля отличается сложностью, дороговизной и громоздкостью, предложим два давно проверенных домашними умельцами способа:
- выжигание угля в бочке;
- углежжение в яме.
Способ изготовления угля в бочке, как и в яме, предполагает тот же технологический процесс пиролиза в замкнутом пространстве при недостатке кислорода. Только в подобных условиях продукт получается не столь чистым по вполне понятным причинам. Большую роль играет и сноровка исполнителя, первые 2—3 порции могут просто выгореть (что случается чаще) или, наоборот, недожечься. Но все приходит с опытом.
Способ углежжения в бочке считается более удобным и технологичным. Итак, чтобы сделать древесный уголь самому, нужна собственно сама металлическая бочка емкостью 200 л, да еще старый пылесос. Подойдет любая другая цилиндрическая емкость из металла, желательно с толстыми стенками, она прослужит дольше. В самом низу емкости просверливают отверстие и врезают штуцер. К нему присоединяется шланг от пылесоса, это будет подача первичного воздуха в зону горения.
Немаловажно подыскать для бочки герметичную крышку. Если таковой нет, надо приспособить для этой цели лист металла, асбестоцемента или другого материала
Еще потребуется длинная стальная кочерга для шуровки дров. Касательно последних, стоит отметить один важный момент. Поскольку в домашних условиях древесный уголь делают подручными средствами, то технология не всегда соблюдается, но вот выдержать невысокую влажность дров – обязательно.
С дерева снимают кору (она сильно дымит, а угля дает крайне мало) и пилят на чурки длиной до 40 см, чтобы их плотно укладывать в бочку. Затем на ее дне разводят небольшой огонь и включают пылесос, иначе костерок начнет сильно дымить.
По мере того как дрова будут разгораться, надо подкладывать очередную порцию. Следует отметить, что производство древесного угля таким способом – процесс тонкий, тут надо верно уловить момент, когда сырье хорошо разгорелось, но не дать ему прогореть до золы, а добавлять новую древесину. При необходимости можно на время отключать пылесос, а при загрузке более половины емкости трубу подачи воздуха лучше вставить сверху.
Когда бочка заполнена, то она накрывается крышкой, пылесос отключается, а штуцер закрывается заглушкой. Теперь надо выждать, пока процессы внутри закрытого сосуда не закончатся, открывать крышку можно лишь после полного остывания стенок емкости. Удобство бочки в том, что ее можно просто перевернуть и спокойно рассортировать полученный продукт. Часть древесины останется недожженной, но это не беда, она пойдет на следующую загрузку. Остальной уголь просеивают и складывают в мешки.
Как организовать производство
Процесс изготовления древесного угля предполагает наличие:
- помещения;
- углевыжигательной печи;
- работников, способных обслуживать печь;
- постоянного притока отходов древесины;
- рынка сбыта.
Разработав мероприятия по обеспечению бизнес-процесса этими необходимыми составляющими, предприниматель может всерьез задумываться о составлении бизнес-плана и о запуске производства.
Сразу нужно предупредить, что древесный уголь, производство в домашних условиях которого выглядит довольно простым делом, не является продуктом, хоть сколько-нибудь отвечающим качествам, предъявляемым соответствующим ГОСТом. Такие угольки можно использовать для каких-то личных целей.
Промышленное же производство является сложным и опасным процессом, который необходимо осуществлять подальше от жилья человека и уж точно не заниматься этим в своем доме.
Помещение
В идеале цех по перегонке древесины можно оборудовать в неоснащенных промышленных помещениях, состояние которых при этом может быть не самым хорошим (что значительно снизит арендную плату).
К производственному блоку есть только несколько требований:
- он должен быть просторным, чтобы поместилась печь и к ней были свободные широкие подходы;
- к помещению блока должен быть свободный подъезд;
- территория перед блоком тоже должна быть просторной.
Наличие свободных и просторных подъездов обусловлено необходимостью складировать, сортировать и разбирать древесные отходы перед тем, как загружать их в печь. Пространство перед печью нужно для удобной закладки сырья в ее камеры.
Выбор и приобретение оборудования
Купить углевыжигательные печи для производства древесного угля сегодня не сложно. В России есть несколько специализированных фирм, которые выпускают соответствующие установки для термической перегонки древесины. На их сайтах можно посмотреть подробную информацию об используемых технологиях и о тех печах, которые позволяют осуществлять максимально эффективный пиролиз древесины.
Консультанты посоветуют начинающему углежогу, какое купить оборудование для производства древесного угля в тех условиях, в которых предприниматель планирует начинать и развивать бизнес.
В зависимости от того, какое сырье планируется использовать для изготовления угля, может использоваться либо ретортная, либо шахтная печь для производства древесного угля.
Шахтная печь рассчитана на использование в качестве сырья мелких древесных отходов. Технология производства древесного угля из опилок предусматривает:
- засыпание опилок в вертикальные шахты (аналог горизонтальных реторт);
- высушивание опилок;
- разогрев высушенных опилок пиролизными газами до температуры образования древесного угля (до 500 °С);
- остывание угля.
Ретортные печи для производства древесного угля работают практически по такой же схеме, только вместо установки в печь вертикальных шахт в нее горизонтально вкатывают несколько вагонеток (реторт).
Перед этим вагонетки закладывают материалом (дровами), который укладывают как можно плотнее. После закладки двери вагонетки замуровывают раствором на основе глины, и уже в таком виде вагонетка направляется в перегоночную камеру.
Такое производство сильно зависит от наличия дешевой древесины. Поэтому устанавливать печь целесообразно недалеко от деревообрабатывающего производства. Хотя зачастую сами деревообрабатывающие заводы устанавливают на своей территории углевыжигательные печи с целью получать дополнительный доход. В данном случае задачей предпринимателя будет убедить завод выгодно продавать на сторону отходы производства и не тратить силы на дополнительные производственные процессы.
У некоторых предпринимателей возникают опасения, что сам продукт не пользуется большой популярностью и не является товаром первой необходимости, и это значительно усложнит поиск рынков сбыта. Это не совсем так. Возможности применения древесного угля значительно расширились с выпуском твердотопливных отопительных котлов. Как известно, древесный уголь обладает очень высокой теплоотдачей и при этом не загрязняет воздух продуктами горения, что делает его очень удобным и выгодным топливом для обогрева жилых помещений.
