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Calentar con aserrín o virutas es algo común para los habitantes de nuestro país, prestados de países europeos. Su popularidad se debe al bajo costo de las materias primas y su buen valor calorífico específico durante la combustión. Al crear una briqueta casera, puede obtener combustible de alta calidad casi por nada.

Hablaremos sobre cómo hacer una máquina simple y económica para la fabricación de combustible briqueteado. En el artículo propuesto por nosotros, se da la construcción, y se da consejos de montaje. La tecnología de producción y los requisitos para el material de madera original.

Tecnología de briquetas

La producción mediante prensado de pellets y briquetas a partir de residuos de madera es un proceso establecido desde hace mucho tiempo. Por lo tanto, al crear una máquina casera para obtener un "Eurodrov" de alta calidad, no necesita inventar nada, pero puede aplicar los existentes.

Descripción de la física del proceso.

El uso de material de madera a granel para calefacción se utiliza en calderas y hornos pequeños. El aserrín proporciona la misma energía que la madera de masa y humedad similares, pero al almacenarla en su estado natural se produce la aparición de suciedad y polvo. Por lo tanto, estos residuos se comprimen en briquetas de varias formas.

Con algunas suposiciones, se puede decir que la madera consiste en celulosa (celulosa) y una sustancia de unión a la lignina. Cada copia de aserrín y astillas conserva su integridad debido a este polímero. Para establecer vínculos fuertes entre piezas individuales, también deben pegarse.

La composición química de la madera y prensada en productos de aserrín es la misma. Pero la estructura física de la briqueta es diferente de la estructura de la matriz sólida, lo que lleva a su combustión más larga

En el proceso de presionar el aserrín, se produce una fuerte presión, como resultado de lo cual la lignina se libera de ellos y mantiene el material en forma. Esta conexión, por supuesto, no es tan fuerte como en la madera maciza, pero es suficiente para que la briqueta resultante no se deshaga.

La cantidad de lignina en la madera en relación con el peso seco depende de las especies de árboles:

  • abeto: 30%;
  • pino: 27%;
  • abeto: 27%;
  • álamo temblón: 22%;
  • abedul: 19%.

Cuanto mayor sea el porcentaje de contenido de lignina, menos presión se necesita para liberarla. Por lo tanto, es más fácil producir briquetas en base al aserrín de abeto que al abedul.

Además de la prensa clásica para la producción de combustible a partir de materiales a granel, también hay una máquina de extrusión. La esencia de su trabajo reside en el hecho de que, bajo la acción de un tornillo, la sustancia pasa a través de un canal que se estrecha gradualmente.

Como resultado, se crea una presión muy alta. Sin embargo, la implementación de esta opción en el hogar es difícil y requiere un conocimiento específico, por lo que es mejor detenerse en los modelos con el molde.

Uso de adhesivo

En la producción industrial de combustible extruido se utilizan máquinas para crear una presión en el rango de 500 a 3000 atm. Para algunos fabricantes (por ejemplo, la empresa alemana "RUF"), la formación de una briqueta se produce debido a una combinación de compresión con una potencia de 2000 atm. y calentando la materia prima a una temperatura de 150ºC. La densidad de dichos productos alcanza los 1, 2 kg / dm 3 .

La máquina industrial para el prensado de aserrín es costosa y tiene una alta productividad. No es rentable para la producción de briquetas en pequeñas cantidades.

Si hace una prensa para las briquetas del material improvisado con sus propias manos, entonces no se pueden lograr tales características. Por lo tanto, los productos definitivamente tendrán una menor densidad y se caracterizarán por una mayor tendencia a la dispersión.

Para compensar la insuficiente liberación de lignina y lograr una mayor resistencia de las briquetas de aserrín, se puede agregar un adhesivo de terceros, como:

  • Arcilla liquida. La fracción de masa requerida del aglutinante disuelto en agua es del 5 al 10% del peso total.
  • Tablero corrugado mojado.
  • El papel de pegar más barato diluido en agua.

El porcentaje de cartón corrugado o pegamento se determina experimentalmente, ya que depende del tamaño del aserrín, su contenido de humedad y la presión generada en la forma.

Requisito de materias primas

Incluso cuando se utiliza equipo industrial, es difícil obtener briquetas o pellets de alta calidad de los residuos de madera, si su grosor es superior a 4 mm. El tamaño del material para dispositivos improvisados debe ser menor. Esto se debe a una menor presión y la falta de calentamiento de las materias primas.

Idealmente, el diámetro del aserrín y el grosor de la viruta no debe ser superior a 2 mm. La gran mayoría de los residuos de madera es adecuada para estos parámetros.

Pero hay casos en que la materia prima está obstruida con pequeñas ramas, astillas de madera u obzolom (trozos de corteza). Luego, antes de presionar para obtener una masa homogénea, es necesario realizar una preparación preliminar: moler el material pasándolo a través de la trituradora.

La trituradora para recibir residuos de madera con un grosor de hasta 2 mm se puede hacer de forma independiente. La trituradora de jardín común no es adecuada, ya que proporciona una fracción de tamaño de partícula grande

Para lograr una buena densidad de briquetas, es necesario evitar las materias primas que están obstruidas con pasto, arena o tierra. La capa de suelo y vegetación, a diferencia de la arcilla, no posee propiedades astringentes, por lo que el producto prensado se desmoronará fácilmente.

También debe cumplir con la condición del porcentaje de corteza, no debe ser superior al 5%. Es imposible de medir, pero el aserrín visualmente con una cantidad significativa de debilitamiento se ve más oscuro. El aserrín debe estar seco. El aumento de la humedad conduce a una mayor friabilidad de la briqueta y una disminución en su valor calorífico específico.

Es posible secar la materia prima en verano, ya sea al sol o en una habitación ventilada. En invierno, el secado debe llevarse a cabo en una veranda u otro cuarto de servicio con una pequeña temperatura positiva. Para una evaporación más intensa, puede utilizar ventilación forzada.

Para medir la humedad del aserrín o las virutas se debe a la tabla anterior. El uso de un medidor de humedad no dará el resultado correcto, ya que con él solo puede averiguar el valor en la superficie del montón

Si la presión en una prensa casera para la fabricación de briquetas de aserrín no será suficiente para aislar la lignina, la materia prima no se seca y, junto con el material de unión adicional, por el contrario, se empapa en agua. En este caso, con la mezcla, se logra una mejor homogeneidad y se eliminará el exceso de humedad durante el apisonamiento.

Los principales elementos de la prensa.

Los elementos principales de una prensa ordinaria son el molde (copa, en la que se coloca el material a granel), el pistón y el mecanismo generador de presión. Independientemente los hace fáciles, ya que son típicos de las máquinas de fabricación de briquetas.

Dispositivo de molde

Un vaso donde se vierte aserrín o virutas se llama molde o cámara. Los parámetros de la briqueta dependerán de su geometría.

Cuál será la forma de la sección del vidrio, este será el tipo de briqueta. Pero su longitud puede ser muy diferente, pero ciertamente no excede la altura del molde.

Por lo general, la cámara se construye a partir de recortar un tubo redondo de acero o forma. La base del pistón, que entra en el vidrio, se corta de una placa de pared gruesa (al menos 3 mm de espesor).

En la fabricación del molde hay que tener en cuenta la relación de los siguientes valores:

  • Área de la sección transversal del molde (s, cm 2 );
  • presión aplicada sobre el pistón (u, kgf);
  • Presión unitaria sobre las materias primas (p, kgf / cm 2 ).

Estos valores están relacionados por:

p = u / s

Las briquetas que usan un aglutinante adicional mantienen su forma bien si se forman a una presión específica de más de 150 atm. (1 atm. ≈ 1 kgf / cm 2 ). Sobre la base de la posibilidad de una fuerza de pistón generada, se calcula el área de la sección transversal de la cámara.

Por ejemplo, si hay un gato hidráulico de 10 toneladas, entonces:

s < u / p = 10, 000 / 150 = 67 cm 2 .

Para tales condiciones, es adecuado un tubo de perfil cuadrado con una longitud lateral de 80 mm o un tubo redondo con un diámetro nominal de hasta 90 mm.

La longitud de la briqueta ( l ) depende de la altura del molde ( h ), la densidad de la materia prima en la condición inicial seca ( q 1 ) y briqueteada ( q 2 ):

l = h * (q 1 / q 2 )

Además, después de la primera compresión, puede volver a llenar las fichas en el vaso y repetir el procedimiento. De esta manera, puede llevar la longitud del producto resultante casi a la altura de la cámara de prensado.

En el proceso de comprimir el aserrín, la humedad se libera de la briqueta. Para que pueda salir libremente, la cámara está perforada con agujeros pequeños, pero a menudo espaciados.

Para asegurar el flujo de salida de agua de la cámara a través de los orificios que hacen el uso de metal de perforación de 2-3 mm

Después de la formación de la briqueta, se debe sacar del molde. El uso de resortes y fondos falsos, como suele recomendarse en Internet, no es práctico. La alta presión comprime completamente el resorte, por lo que con el tiempo hay una curvatura de su forma, con el resultado de que pierde sus propiedades.

Por lo tanto, debe hacer un fondo desmontable del molde y empujar la briqueta, o construir un vaso plegable. En el segundo caso, necesitarás hacer una camisa adicional de la barra.

Métodos de generación de presión disponibles.

Hay tres formas comunes de lograr presión, que son adecuadas para que las prensas de fabricación propia produzcan briquetas de combustible: el uso de una palanca, un gato hidráulico o un tornillo. Cada uno de ellos es bueno a su manera, y su implementación en la práctica no es muy complicada.

Uso de fuerza muscular y apalancamiento.

Por lo general, un tubo de metal se toma como una palanca. No debe doblarse bajo la influencia de la fuerza muscular humana. Por ejemplo, una tubería de agua reforzada con un diámetro de 40 o 50 mm con un espesor de pared de 4 a 4, 5 mm es adecuada.

La fórmula para calcular la fuerza de presión del pistón (m) en función de la fuerza aplicada por la persona (M), la distancia desde el pistón hasta el punto de acoplamiento de la palanca (l) y su longitud total (L)

La longitud de la palanca y la distancia desde el punto de apoyo hasta la conexión con el pistón se eligen no solo sobre la base de alcanzar la presión deseada. Otro parámetro importante es la profundidad de inmersión del émbolo en el vidrio (h, cm).

Se calcula mediante la fórmula:

h = R * (l / L)

Aquí R (cm) es la altura a la que caerá el final de la palanca.

Es deseable hacer el diseño de modo que la profundidad de inmersión del pistón sea suficiente para la formación de una briqueta sin volver a comprimir con el llenado preliminar del material. Esto aumentará enormemente la tasa de producción.

La profundidad de inmersión requerida del pistón (h, cm) se puede calcular, conociendo la densidad inicial seca (q 1 ) y briqueteada (q 2 ) de la materia prima y la altura del vidrio (H):

h = H * (1 - q 1 / q 2 )

Si por alguna razón ocurrió un error (por regla general, debido a una determinación incorrecta de la densidad inicial de la materia prima) y la profundidad del émbolo no es suficiente para dar la dureza deseada al producto, entonces no es necesario digerir toda la estructura.

Puede reducir la altura del vaso o, rellenando aserrín, presione una briqueta en dos o tres pasadas.

Aplicación de gato hidráulico

Para crear una fuerte presión con dispositivos hidráulicos, como los gatos de botella habituales. Como regla general, en una economía donde hay un automóvil u otro equipo, existen tales unidades hidráulicas, sin embargo, su capacidad de carga puede ser insuficiente.

El diseño de una prensa hidráulica típica consiste en un bastidor y una viga móvil, sobre la cual se coloca un gato. El sistema vuelve a su posición original debido a la acción de los resortes.

Los gatos son baratos. Por lo tanto, los modelos diseñados para 30-40 toneladas se pueden comprar por menos de 5 mil rublos. Y con estos indicadores ya es posible obtener briquetas de gran sección transversal o varias (3-5) copias del tamaño habitual a la vez.

Para múltiples briquetas al mismo tiempo, la cantidad correcta de moldes se coloca en una fila. El bastidor móvil central debe ser fuerte, de modo que con el tiempo no se doble. Es mejor realizarlo desde vigas en I o tubos de perfil de pared gruesa.

El proceso de prensado en sí lleva más tiempo que el uso de un diseño de palanca. Sin embargo, el uso de un potente gato hidráulico le permite lograr una presión específica mucho mayor en la pieza de trabajo. Las briquetas resultan más iguales y densas y ya tienen una presentación atractiva.

Mecanismo de presión de tornillo

El principio de funcionamiento de una prensa de tornillo manual es similar a una presión de palanca, solo la fuerza aplicada se transmite en un ángulo de 90 °. Cuanto mayor sea el diámetro del mango y cuanto menor sea el paso de la rosca, mayor será la relación de aumento de la presión.

Una prensa de tornillo para aserrín es similar a una prensa de jugo. Sin embargo, la presión creada en ella es mucho mayor. Por lo tanto, la fuerza del mecanismo roscado debe ser mayor

Este diseño también le permite crear más presión que la máquina sobre la base del mecanismo de palanca. Su importante inconveniente es la velocidad más lenta entre las opciones presentadas.

Sin embargo, las ventajas incluyen:

  • simplicidad de diseño;
  • la oportunidad de comprar tal prensa por una pequeña cantidad de dinero con una ligera modificación para las necesidades de fabricación de briquetas;
  • tamaño pequeño

Cuando trabaje con una prensa de tornillo, no debe usarse "contra el tope", cuando no hay suficiente fuerza física para girar el mecanismo. En este caso, el hilo se aplica por un lado por la fuerza ejercida por la persona, y por el otro (en 90 °), la fuerza de resistencia de la briqueta resultante. Esto conducirá a un rápido desgaste o rotura de la rosca.

Para no excederse y romper el mecanismo, es necesario lograr un resultado suficiente en las muestras de prueba e instalar un retenedor o hacer un marcador en el hilo que marque su posición máxima permitida.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Creando una prensa de palanca casera. Producción de las principales partes y descripción del principio de trabajo:

Refinamiento del diseño de la máquina y del proceso de prensado de las briquetas.

Máquina para recibir simultáneamente varias briquetas en base a un gato hidráulico:

Independientemente, haga una máquina para hacer briquetas de aserrín fácil. Puede utilizar un principio de palanca, hidráulico o de presión de tornillo para elegir. Pero debemos recordar que la calidad de los productos manufacturados dependerá no solo del mecanismo ensamblado, sino también de la preparación de las materias primas.

Un proceso correctamente establecido ayudará a asegurar su economía con combustible de alta calidad y barato, e incluso a ajustar su implementación.

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Calefacción