Биотопливо своими руками: из навоза, химия для камина, пеллеты

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:

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.
Сушка. Тепло-генератор осуществляет сушку фракций горячим воздухом. Количество влаги в сырье не должно превышать 15%.
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.
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.

Виды жидкости для биокамина

Изготовление биотоплива для биокаминов осуществляется во многих странах, в частности тех, которые расположены в Европе, Южной Америке, Северной Америке. Лидирующим государством в производстве данного вида топлива признана Бразилия. Помимо этого, стоит заметить, что 5% от всего биотоплива в мире изготавливается на территории Китая и Индии. Качество биотоплива в целом одинаковое, может варьироваться технология обработки компонентов или же отличается вид изготавливаемой жидкости.

Экологичное топливо для каминов чаще вырабатывают на основе биоэтанола

Совершенно все биотопливо делится на виды:

Наиболее популярное биотопливо – это биодизель, создающийся на основе растительного масла.
На втором месте по востребованности стоит биоэтанол, который содержит минимальное количество спирта и является заменителем бензина.
Биогаз считается аналогом природного газа, который вырабатывается за счет переработки мусора и других отходов после специальной обработки.

Биодизелем называется топливо, которое изготавливается на основе переработанного жира, различного рода происхождения, такого как микробное, растительное или животное.

Технология изготовления биодизеля на данный момент находится в разработке и постоянно совершенствуется. Очень часто топливо, созданное на основе масла, используется в качестве биотоплива, и первоначально ему применение нашли на территории Европы. Биоэтанолом является спирт, полученный посредством такого процесса, как ферментация из углеводов, добываемых из крахмала, сахара и тому подобных продуктов, которые содержит сахарный тростник и кукуруза.

Перспективы

Как уже отмечалось, производство такого топлива только растет. И хотя сырьем для этого служит растительное масло, его получают в разных местах из разных культур. В Европе – рапс, в Индонезии – пальмовое масло, в Америке – соя, и т.д. Однако наиболее перспективным считается получение биодизеля из водорослей. Для их выращивания могут использоваться как отдельные пруды, так и специальные биореакторы, а также участки морского побережья. Кроме того, при этом не только растет производство топлива, но и освобождаются земли для выращивания продуктов питания. Хотя биодизель изготавливается из растительного масла, а не из опилок, он является отличным заменителем обычной солярки. Особенно в условиях ограниченных запасов нефти. И кроме того, нельзя исключать такого его достоинства, как возможность производства в домашних условиях. Несмотря на то, что при промышленном производстве он получается дороже солярки, тем не менее, является отличным альтернативным видом топлива для дизелей.

Критерии состава навозной массы

Загружаемую массу навоза внутрь биореактора не следует рассматривать просто как сырьё, подходящее в любом качестве. Составляющая субстанции имеет принципиальное значение для процесса брожения. На практике отмечено, что уменьшение частичек субстрата сопровождается лучшей эффективностью процесса.

Выраженная волокнистость субстрата и увеличение площади взаимодействия бактерий – вот главные критерии, способствующие скорому разложению навозной массы. В таком состоянии навозное сырьё при подогреве и перемешивании не образует осадка или плёнки на поверхности, что существенно упрощает фильтрацию газовой смеси.

Подготовка навозной массы под загрузку в реактор

Этой процедуре уделяют не меньшее внимание, чем всему остальному, если есть желание получить значительный объём биотоплива за короткий отрезок времени. Степенью измельчения сырья определяется длительность брожения, что в свою очередь оказывает влияние на объём получаемого газа

Таким образом, для уменьшения времени брожения необходимо хорошо измельчать сырьё: чем лучше качество измельчения, тем меньше период брожения

Степенью измельчения сырья определяется длительность брожения, что в свою очередь оказывает влияние на объём получаемого газа. Таким образом, для уменьшения времени брожения необходимо хорошо измельчать сырьё: чем лучше качество измельчения, тем меньше период брожения.

Преимущества и недостатки биотоплива

Камин на биотопливе без дымохода можно приобрести сегодня в любом магазине соответствующих товаров. Такое оборудование работает на специальном веществе, которое имеет некоторые плюсы и минусы. Например, эффективность и расход – это те факторы, которые волнуют потребителей в первую очередь. Всего лишь за час работы современный биокамин будет сжигать 500 мл топлива. Количество выделяемого тепла при этом будет равно 6,58 кВт*ч на литр биотоплива.

По эффективности такое оборудование довольно привлекательно. Среди дополнительных достоинств можно выделить то, что биотопливо является чистым продуктом с точки зрения экологии. Горение вы сможете регулировать. Использование дополнительных вытяжек и другого дорогостоящего оборудования исключается. Горелки после сжигания биотоплива легко поддаются чистке.

Сами биокамины имеют надежную термическую изоляцию корпуса, поэтому при эксплуатации они продемонстрировали пожаробезопасность и надежность. При необходимости оборудование можно демонтировать и собрать в самые короткие сроки. Биоэтанол просто перевозить. Теплоотдача будет составлять 100 %, ведь теплопотери отсутствуют. Заготавливать дрова нет необходимости, грязь и мусор не будут образовываться в доме. Горение исключает возврат пламени. Топливо имеет доступную стоимость, что существенно для семейного бюджета.

Среди минусов можно выделить лишь незначительные мелочи, они выражены в том, что биотопливо нельзя сливать во время работы камина. Хранить вещество не разрешено вблизи источника открытого огня. Разжигать топливо не рекомендуется с помощью поленьев или бумаги, для этого в продаже представлены специальные железные зажигалки.

Многообразие жидкого биотоплива

Сырье для биологического топлива, используемое в альтернативном отоплении, выделяется своим многообразием и поэтому им можно полностью обеспечить всех потребителей. Биологическое топливо жидкого типа получается путем перегонки растительных масел и добавления катализаторов, для того чтобы получить биодизель и такой продукт, как глицерин.

Виды биотоплива

Многие наверняка видели, как производится самогон. Его тоже можно отнести категории биологических продуктов. Сырье для получения биотоплива выделяется своим разнообразием. Наиболее основными типами конечного продукта топлива являются следующие:

биобутанол;
биодизель;
биоэтанол;
диметилэфир;
биометанол.

Основным сырьем для получения таких веществ, как биоэтанол и биобутанол, является кукуруза. Производство этих продуктов наиболее развито в таких странах, как США и Бразилия. Эти страны являются и главными поставщиками этого сырья в различные точки планеты.

Кукуруза является самым популярным сырьем для получения биотоплива

Биобутанол получил широкое распространение в пищевой промышленности, так как является спиртом. Сырьем для получения биобутанола могут служить также такие продукты, как: пшеница, свекла или маниока.

Биотопливо, которое имеет самые высокие технические характеристики, можно получить из рапсового масла. Получение биологического дизеля из такого масла происходит в несколько этапов:

очистка рапса;
отжим масла и получение жмыха;
этерификация масла посредством добавления катализаторов;
отделение биологического дизеля от глицерина.

Биологическое топливо, которое использует альтернативное отопление квартиры, используется в виде концентрата, а для смешения может подойти и обычное топливо для дизеля. Помимо рапса, для получения биологического топлива может использоваться и другое масло не только растительного, но и животного происхождения.

Его используют чаще всего для автомобилей. На 99,9% он состоит из этилового спирта, также в него добавляются некоторые присадки, которые сохраняют резиновые части в двигателе автомобиля в сохранности, а также защитят всю топливную систему, в том числе и от коррозийных воздействий.

Уже есть заправки продающие биотопливо

Если такое топливо использовать постоянно, то автомобиль может быть сконструирован из таких материалов, как пластик или нержавеющая сталь. В данном случае можно применять для эксплуатации авто и такой тип топливоа, как биобензин, так и обычный бензин. Наиболее популярной маркой биологического топлива является биобензин е 95. Биобензин такой марки обладает многими достоинствами. Среди его основных преимуществ можно выделить такие, как:

доступная цена на топливо;
концентрация вредных компонентов более низкая;
на свечах зажигания не образуется нагарный слой;
во время жары или тяжелых условий эксплуатации не будет перегреваться мотор;
в случае ДТП этанол не будет таким опасным, как обычное топливо.

Сегодня мировая экономика и современные технологии еще не совсем готовы к тому, чтобы запустить массовое производство топлива биологоческого типа, которое повсеместно будут использовать альтернативные методы отопления. Во многом производство биотоплива обусловлено тем, что проблема экологии сейчас является очень актуальным и острым вопросом. Для того чтобы использовать биотопливо в более крупном масштабе, необходимо для конструкции отопительных систем и автомобилей использовать другие материалы.

Технологии производства биотоплива

Те материалы, которые используются сейчас и многие механизмы не обладают должной устойчивостью к биологическому топливу. Новые материалы, которые обладают более высокой устойчивостью к воздействию органических веществ, обладают еще далеко не оптимальными техническими характеристиками. Еще одна проблема, которая встает перед производителями биологического топлива – это поиск площадей для посевов. Проблема довольно острая, так как такие территории на нашей планете являются довольно ограниченными.

Почему лучше использовать биотопливо?

Биотопливо является альтернативным, возобновляемым источником энергии на земле.

Основные его достоинства следующие:

Ценовая доступность позволяет использовать этот вид топлива во всех сферах жизнедеятельности человека.
Возобновляемость. Одним из важных преимуществ над бензином является способность биотоплива возобновляться.
Биотопливо способствует замедлению глобальных изменений. Его использование уменьшает парниковый эффект (до 65%)
У стран-производителей биотоплива, уменьшается зависимость от импорта данного товара.
Превосходная заправка для автомобиля.

Преимущества биотоплива

Биотопливо как альтернативный источник энергии вызывает огромный интерес у общественности, так как него есть множество преимуществ.

Мобильность

По сравнению с другими источниками этот очень мобильный. Существуют и другие альтернативные технологии, к примеру, использование солнечного света или ветра. Они очень экологичные, но маломобильные, и в этом их проблема. Их нельзя использовать на постоянной основе, так как ветер и солнце не имеют постоянного характера, их продуктивность нельзя с точностью предсказывать. Есть и другие проблемы, как необходимость применения больших аккумуляторных батарей. Со временем они станут меньше, но другие минусы останутся.

Биотопливо легко транспортировать, оно стабильное, его энергоплотность высокая и постоянная. Для применения можно не создавать новые объекты инфраструктуры и технологии, есть возможность модифицировать имеющиеся.

Выгодная стоимость

Если судить по ценам рынка, то многие виды биотоплива сейчас стоят как бензин. При этом они выигрывают по экологическим характеристикам, так как при сгорании образуется меньше вредных выхлопов. Биологическое топливо можно видоизменить, чтобы на нем смогли работать существующие двигатели, тогда оно станет применимым в любых условиях.

Экономические преимущества еще и в том, что такое горючее лучше влияет на двигатели. Соответственно, обслуживание двигателей будет требоваться реже, затраты сократятся. Если спрос на такой альтернативный источник энергии возрастет, то оно станет еще дешевле. Вполне возможно, что колонки с ним появятся на обычных заправках.

Универсальность

Биогорючее обладает хорошими смазочными характеристиками, температура его возгорания достаточно высокая, это хорошо влияет на срок эксплуатации двигателя. Согласно подсчетам экспертов, ресурс двигателя может быть увеличен на целых 60%. К тому же для применения не нужно менять двигатели. Можно использовать проверенные временем надежные системы, от чего повышается безопасность.

Возобновляемость ресурса

На производство бензина идет сырая нефть, это невозобновляемый источник энергии. В недрах земли еще много нефти, этих запасов хватит на долгое время, но все равно в определенный момент они иссякнут. Биотопливо делается из отходов сельскохозяйственного производства, которые всегда возобновляемые. Чем меньше на планете остается нефти, тем актуальнее мысли об альтернативе. Она станет не только перспективным источником дохода, но и рычагом влияния одних обществ на другие.

Снижение парникового эффекта

Это одна из самых актуальных экологических проблем. Если не уделять ей достаточного внимания, то все обернется настоящим бедствием. Когда сжигается ископаемое топливо, побочным продуктом становится огромное количество углекислого газа. Это парниковый газ, который становится причиной парникового эффекта. Из-за него солнечное тепло не может покинуть планету. В совокупности с повышением температуры от сжигания нефти и угля формируется парниковый эффект.

Биологические виды горючего не обладают таким действием, это более экологичная альтернатива парниковым газам. Внедрение новых источников могло бы снизить количество выброшенных парниковых газов на 65%. К тому же при выращивании сельскохозяйственных культур для производства биотоплива поглощается оксид углерода. Это делает систему еще более устойчивой и экологичной. В биодизеле практически не содержится серы относительно обычного дизеля. Попадая в почву или воду, он практически полностью разлагается уже через три недели.

Безопасность государств, не имеющих резерва

Не у каждого государства имеются больше запасы нефти. Страны без достаточного резерва подвергаются экономическим рискам. Импорт нефти — это существенная статья расходов, от которой в экономике страны может образоваться брешь. К тому же цены на мировом рынке постоянно меняются, расходы нельзя прогнозировать. Альтернативное доступное для всех топливо позволит таким странам снизить зависимости от импорта или вовсе избавиться от нее. Производство внутри страны позволит обеспечить рабочими местами большое количество граждан, это окажет положительное воздействие на экономику.

Как сделать биотопливо самостоятельно

Своими руками топливо можно приготовить, если нет проблем с приобретением этанола. Если необходимо, чтобы пламя выглядело более эстетично и натурально, то для присадки можно применить бензин хорошего качества.

Такое биотопливо рекомендуется изготавливать непосредственно перед его применением, так как при длительном хранении смесь может расслаиваться.

Поскольку при горении биологического топлива не выделяется никаких вредных веществ, его можно использовать в котлах без подключения к вентиляционным каналам или дымоходам: достаточно будет лишь проветривать помещение.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь.

Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1 – подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

Этап 2 – обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 3 – монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру, без которого не обойтись.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Более подробно отом, как сделать биогаз из навоза читайте в этом материале.

Какие виды биотоплива наиболее востребованы

Фактически самостоятельно можно получить любой вариант биотоплива, начиная от древесного угля и заканчивая биодизелем. Однако, производство жидкого биотоплива связано с определенными проблемами. Во-первых, для его получения требуется растительное масло (рапсовое, льняное и так далее). Большинство хозяйств не располагают собственными источниками такого сырья. Кроме того, производство биодизеля связано с работой с отравляющими веществами (к примеру, с метанолом), что делает его опасным для окружающих. Да и небольшая ошибка в технологическом процессе может привести к фатальной потере качества получаемого биотоплива.

В настоящее время наибольший интерес для тех, кто заинтересован в энергетической автономии и желает производить биотопливо самостоятельно, представляет биогаз. Устройство для получения биогаза достаточно несложно соорудить собственными руками, а получаемого продукта с лихвой хватает для обеспечения собственных нужд и потребностей в тепле и электроэнергии, особенно, если речь идет о животноводческом или растениеводческом хозяйстве.

Следующим по востребованности за биогазом идет твердое топливо – брикеты из органического сырья, пеллеты и так далее. При этом на данный момент брикеты более популярны, так как применение пеллет требует специфического оборудования для сжигания топлива, которое еще не вошло в обиход повсеместно, как, к примеру, стандартные твердотопливные котлы или печи.

Из чего изготавливают биотопливо собственными руками

Для изготовления жидкого биотоплива используются различные масла органического происхождения в сочетании со спиртовыми добавками. Также для получения качественного биодизеля применяют щелочи

Учитывая специфичность используемых веществ, при изготовлении биодизеля приходится применять особые меры предосторожности. Также определенные меры предосторожности требуются при хранении этих веществ

Для получения биогаза используются разнообразные органические отходы. На первом месте стоят жидкие органические отходы, являющиеся побочным продуктом животноводства (навоз и так далее). При наличии животноводческого хозяйства сырья для полной загрузки биогазовой установки достаточно. Если же собственного животноводческого или растениеводческого хозяйства нет, то следует рассмотреть варианты приобретения сырья для установки. Актуально, если поставщики сырья располагаются неподалеку, если же сырье приходится возить издалека, биогазовая установка становится нерентабельной.

Для получения брикетов или пеллет чаще всего используются различные древесные отходы (опилки, кора, щепа и так далее), а также торф, бумагу и так далее. Брикеты обычно получают с помощью специальных прессов. Бытовой пресс можно приобрести в специализированных магазинах или через Интернет. Есть варианты изготовить пресс своими руками. Инструкции можно взять из Интернета.

Еще одним вариантом биотоплива является древесный уголь. Его применяют для мангалов, печей для барбекю, а также для фильтрования воды и так далее. Древесный уголь получают путем обжига древесины в ямах или бочках.

Эксплуатационные моменты

Для хранения бутылей и канистр, наполненных биотопливом, нужно отвести специальное место. При этом оно должно быть максимально защищенным от воздействия высокой температуры.
Розжиг биокамина осуществляется специальным прибором.
Если при заправке очага биотопливо попало на пол, нужно его удалить с помощью сухой тряпки.

Требования по работе с биотопливом:

Горючее для биокамина является легковоспламеняющимся веществом, при контакте с которым нужно быть очень осторожным.
После заправки биокамина емкость с топливом требуется закрыть и поставить в отведенное для нее место. Только после этого можно заняться розжигом очага.
При работающей горелке не допускается выполнение дозаправки топлива.
Чтобы разжечь биокамин, запрещено использовать быстро возгораемые материалы по типу бумаги или дерева.

Заключение

С учетом всех достоинств описанного сырья как альтернативного источника тепла и энергии производство биотоплива в условиях дома — это вполне обдуманный и правильный шаг, особенно для владельца фермы. Ознакомившись с литературой, просмотрев схемы создания резервуаров и методы приготовления биологического топлива, а также применив свое умение и труд, можно справиться с любой поставленной задачей.

Главное — использовать сырье, которое легко разлагается и содержит в своем составе значительное количество влаги. Кроме того, оно не должно быть отягощено различными примесями в виде моющих средств, так как они способны замедлить процесс ферментации.

Читайте далее:

Весеннее отключение обогрева — кто и при каких условиях принимает решение

Что дает автономное отопление — мифы и реальность

Вопрос от дачников — как сделать топливные брикеты своими руками?

Как сделать отопление в гараже — решаем вопрос разными способами

Разбираемся, как сделать отопление в двухэтажном доме

Делаем биотопливо своими руками: биогаз из навоза, этанол для биокамина + пеллеты