Presse pour briquettes combustibles: options pour réaliser des installations de pressage de sciure de bois de vos propres mains

Se chauffer avec de la sciure ou des copeaux est une chose courante pour les habitants de notre pays, empruntée aux pays européens.Leur popularité est due au faible coût des matières premières et à leur bon pouvoir calorifique spécifique lors de la combustion. En créant une presse à briquettes maison, vous pouvez obtenir du carburant de haute qualité pour pratiquement rien.

Nous vous expliquerons comment fabriquer une machine simple et peu coûteuse pour produire du combustible briqueté. L'article que nous proposons montre le design et donne des conseils de montage. La technologie de production et les exigences relatives au matériau bois initial sont indiquées.

Technologie de création de briquettes

La production de pellets et de briquettes à partir de déchets de bois par pressage est un procédé ancien. Par conséquent, lors de la création d’une machine artisanale pour obtenir du « bois de chauffage européen » de haute qualité, vous n’avez rien à inventer, mais vous pouvez appliquer les développements existants.

Description de la physique du processus

L'utilisation de bois en vrac pour le chauffage trouve son application dans les petites chaufferies et les fours. La sciure de bois fournit la même énergie que le bois de masse et de teneur en humidité similaires, mais son stockage dans son état naturel crée de la saleté et de la poussière. Par conséquent, ces déchets sont pressés en briquettes de différentes formes.

Avec certaines hypothèses, nous pouvons dire que le bois est constitué de fibres (cellulose) et de son liant - la lignine. Chaque morceau de sciure et copeaux conserve son intégrité grâce à ce polymère. Afin d’établir des liens solides entre les pièces individuelles, celles-ci doivent également être collées ensemble.

La composition chimique du bois et des produits pressés à la sciure de bois est la même. Mais la structure physique de la briquette est différente de la structure d'une masse solide, ce qui conduit à sa combustion plus longue.

Pendant le processus de pressage, une forte pression est appliquée sur la sciure de bois, ce qui libère de la lignine et maintient le matériau ensemble dans le moule. Cette liaison, bien sûr, n'est pas aussi forte que dans le bois massif, mais elle suffit pour que la briquette obtenue ne se désagrège pas.

La quantité de lignine dans le bois par rapport à la masse sèche dépend de l'espèce d'arbre :

• sapin : 30 % ;
• pin : 27 % ;
• épicéa : 27 % ;
• tremble : 22 % ;
• bouleau : 19%.

Plus le pourcentage de lignine est élevé, moins il faut de pression pour la libérer. Par conséquent, il est plus facile de produire indépendamment des briquettes à base de sciure de sapin plutôt que de bouleau.

En plus de la presse de production classique carburants en vrac Il existe également une machine d'extrusion. L'essence de son travail est que, sous l'action d'une vis, la substance passe à travers un canal qui se rétrécit progressivement.

Cela crée une très haute pression. Cependant, la mise en œuvre de cette option à la maison est complexe et nécessite des connaissances spécifiques, il est donc préférable de se concentrer sur les modèles avec moule.

Utilisation d'adhésif

Dans la production industrielle de carburant pressé, des machines sont utilisées pour créer une pression comprise entre 500 et 3 000 atm. Certains fabricants (par exemple la société allemande RUF) forment une briquette en combinant une compression avec une force de 2 000 atm. et chauffer la matière première à une température de 150°C. La densité de ces produits atteint 1,2 kg/dm³.

Une presse à sciure industrielle est coûteuse et a une productivité élevée.Ce n'est pas rentable pour la production de briquettes en petites quantités

Si vous fabriquez de vos propres mains une presse à briquettes à partir de matériaux de récupération, vous ne pourrez pas obtenir de telles caractéristiques. Par conséquent, les produits auront certainement une densité plus faible et seront plus susceptibles de s'effriter.

Compenser la libération insuffisante de lignine et obtenir une plus grande résistance briquettes de sciure de bois possible en ajoutant un adhésif tiers, tel que :

• Boue. La fraction massique requise de ce liant dissous dans l'eau est de 5 à 10 % du poids total.
• Carton ondulé humide.
• La colle à papier peint la moins chère diluée dans l'eau.

Le pourcentage de carton ondulé ou de colle est déterminé expérimentalement, car il dépend de la taille de la sciure, de son humidité et de la pression créée dans le moule.

Exigences relatives aux matières premières utilisées

Même en utilisant des équipements industriels, il est difficile d'obtenir des briquettes ou des pellets de haute qualité à partir de déchets de bois si leur épaisseur est supérieure à 4 mm. La taille du matériau des appareils faits maison doit être plus petite. Cela est dû à une pression plus faible et au manque de chauffage de la matière première.

Idéalement, le diamètre de la sciure et l'épaisseur des copeaux ne doivent pas dépasser 2 mm. La grande majorité des déchets de bois correspondent à ces paramètres.

Mais il arrive parfois que les matières premières soient obstruées par de petites branches, des copeaux de bois ou des flans (morceaux d'écorce). Puis, avant le pressage, pour obtenir une masse homogène, il est nécessaire d'effectuer une préparation préalable - écraser la matière en la passant dans un broyeur.

Vous pouvez fabriquer vous-même un broyeur pour produire des déchets de bois jusqu'à 2 mm d'épaisseur. Un broyeur de jardin ordinaire ne fonctionnera pas, car il produit une grande taille de fraction

Pour obtenir une bonne densité de briquettes, il faut éviter les matières premières obstruées par de l'herbe, du sable ou de la terre. La couche sol-végétative, contrairement à l'argile, n'a pas de propriétés astringentes, le produit pressé s'effritera donc facilement.

Vous devez également respecter le pourcentage de la quantité d'écorce - il ne doit pas dépasser 5 %. Il est impossible de mesurer cela, mais visuellement, la sciure de bois présentant un déclin important apparaît plus foncée. La sciure de bois doit être sèche. Une humidité accrue entraîne un plus grand relâchement des briquettes et une diminution de leur pouvoir calorifique spécifique.

Vous pouvez sécher les matières premières en été soit au soleil, soit dans un endroit aéré. En hiver, le séchage doit être effectué dans une véranda ou autre buanderie avec une température légèrement positive. Pour une évaporation plus intense, vous pouvez utiliser ventilation forcée.

La teneur en humidité de la sciure ou des copeaux doit être mesurée selon le tableau ci-dessus. L'utilisation d'un humidimètre ne donnera pas le résultat correct, car il ne peut déterminer la valeur qu'à la surface du tas.

Si la pression dans une presse artisanale pour fabriquer des briquettes à partir de sciure de bois est insuffisante pour libérer la lignine, les matières premières ne sont pas séchées, mais plutôt trempées dans de l'eau avec un agent de fixation supplémentaire. Dans ce cas, une meilleure homogénéité est obtenue lors du mélange, et l'excès d'humidité sera éliminé lors du compactage.

Éléments de base de la presse

Les principaux éléments d'une presse ordinaire sont un moule (un verre dans lequel est placée la substance en vrac), un piston et un mécanisme créant une pression. Il n'est pas difficile de les fabriquer soi-même, car ils sont typiques des machines à briquettes.

Dispositif de moulage

Le verre dans lequel sont versés la sciure ou les copeaux est appelé moule ou chambre.Les paramètres de la briquette dépendront de sa géométrie.

Quelle que soit la forme de la section transversale du verre, ce sera le type de briquette. Mais sa longueur peut être très différente, mais ne dépassant certainement pas la hauteur des moules.

Généralement, la chambre est construite à partir de chutes de tuyaux en acier ronds ou profilés. La base du piston, qui pénètre dans le verre, est découpée dans une plaque à paroi épaisse (au moins 3 mm d'épaisseur).

Lors de la fabrication d'un moule, vous devez prendre en compte le rapport des quantités suivantes :

• surface de la section transversale du moule (s, cm²);
• pression appliquée sur le piston (u, kgf) ;
• pression spécifique sur les matières premières (p, kgf/cm²).

Ces quantités sont liées par la relation :

p=u/s

Les briquettes utilisant un liant supplémentaire conservent bien leur forme si elles sont formées à une pression spécifique supérieure à 150 atm. (1 guichet automatique ≈ 1 kgf/cm²). Sur la base de la possibilité de la force générée par le piston, la section transversale de la chambre est calculée.

Par exemple, s'il y a un vérin hydraulique de 10 tonnes, alors :

s < toi / p = 10000 / 150 = 67 cm².

Pour de telles conditions, un tube profilé carré d'une longueur de côté de 80 mm ou un tube rond d'un diamètre nominal allant jusqu'à 90 mm convient.

La longueur de la briquette obtenue (je) dépend de la hauteur du moule (h), densité des matières premières dans le sec d'origine (q₁) et briquetés (q₂) condition:

l = h * (q₁ /q₂)

De plus, après la première compression, vous pouvez à nouveau verser les copeaux dans le verre et répéter la procédure. De cette façon, vous pouvez amener la longueur du produit obtenu presque jusqu'à la hauteur de la chambre de pressage.

Lors de la compression de la sciure de bois, l'humidité est libérée de la briquette. Pour qu'elle puisse sortir librement, la chambre est perforée de trous petits mais fréquemment espacés.

Vous pouvez assurer l'écoulement de l'eau de la chambre à travers des trous réalisés à l'aide d'un foret à métal de 2-3 mm.

Une fois la briquette formée, elle doit être démoulée. Utiliser un ressort et un faux-fond, comme cela est souvent recommandé sur Internet, n'est pas pratique. La haute pression comprime complètement le ressort, donc avec le temps sa forme se déforme, lui faisant perdre ses propriétés.

Par conséquent, vous devez soit créer un fond amovible du moule et faire sortir la briquette, soit construire un verre pliable. Dans le second cas, vous devrez lui confectionner une chemise supplémentaire à partir d'une tige.

Méthodes disponibles pour créer de la pression

Il existe trois manières courantes d'obtenir une pression qui conviennent bien à une presse à briquettes de combustible faite maison : à l'aide d'un levier, d'un vérin hydraulique ou d'une vis. Chacun d’eux est bon à sa manière et leur mise en œuvre dans la pratique n’est pas très difficile.

Utilisation de la force musculaire et de l’effet de levier

Habituellement, un tuyau métallique est utilisé comme levier. Il ne doit pas se plier sous l’influence de la force musculaire humaine. Par exemple, une conduite d'eau renforcée d'un diamètre de 40 ou 50 mm et d'une épaisseur de paroi de 4 à 4,5 mm convient.

Formule de calcul de la force de pression du piston (m) en fonction de la force appliquée par une personne (M), de la distance du piston au point d'attache du levier (l) et de sa longueur totale (L)

La longueur du levier et la distance entre le point d'appui et la connexion avec le piston ne sont pas choisies uniquement en fonction de l'obtention de la pression souhaitée. Un autre paramètre important est la profondeur d'immersion du piston dans le verre (h, cm).

Il est calculé à l'aide de la formule :

h = R * (l / L)

Ici R (cm) est la hauteur à laquelle tombera l'extrémité du levier.

Il est conseillé de réaliser la structure de manière à ce que la profondeur d'immersion du piston soit suffisante pour former une briquette sans compression répétée avec ajout préalable de matière. Cela augmentera considérablement le taux de production.

La profondeur d'immersion du piston requise (h, cm) peut être calculée en connaissant la sécheresse initiale (q₁) et briquetés (q₂) densité des matières premières et hauteur du verre (H) :

h = H * (1 – q₁ /q₂)

Si, pour une raison quelconque, une erreur se produit (généralement en raison d'une détermination incorrecte de la densité initiale de la matière première) et que la profondeur d'immersion du piston n'est pas suffisante pour conférer la dureté requise au produit, il n'est alors pas nécessaire de digérer le structure entière.

Vous pouvez soit réduire la hauteur du verre, soit, en ajoutant de la sciure de bois, presser une briquette en deux ou trois passes.

Application du vérin hydraulique

Pour créer une forte pression, des dispositifs hydrauliques sont utilisés, tels que les crics-bouteilles habituels. En règle générale, dans un ménage où se trouve une voiture ou un autre équipement, de telles unités hydrauliques sont disponibles, mais leur capacité de charge peut être insuffisante.

La conception d'une presse hydraulique typique se compose d'un châssis et d'une poutre mobile sur laquelle est placé un vérin. Le système revient à sa position d'origine grâce à l'action des ressorts

Les crics sont bon marché. Ainsi, les modèles conçus pour 30 à 40 tonnes peuvent être achetés pour moins de 5 000 roubles. Et avec de tels indicateurs, il est déjà possible d'obtenir des briquettes de grande section ou plusieurs (3-5) exemplaires de taille normale à la fois.

Pour produire plusieurs briquettes en même temps, le nombre requis de moules est placé en rangée. Le cadre mobile central doit être solide pour ne pas se plier avec le temps. Il est préférable de le fabriquer à partir d'une poutre en I ou d'un tube profilé à paroi épaisse.

Le processus de pressage lui-même prend plus de temps que lors de l'utilisation d'une conception à levier. Cependant, l'utilisation d'un vérin hydraulique puissant permet d'obtenir une pression spécifique beaucoup plus élevée sur la pièce. Les briquettes sont plus homogènes et plus denses et présentent déjà une présentation attractive.

Mécanisme de pressage des vis

Le principe de fonctionnement d'une presse à vis manuelle est similaire à une presse à levier, seule la force appliquée est transmise sous un angle de 90°. Plus le diamètre de la poignée est grand et plus le pas de filetage est petit, plus le facteur d'augmentation de la pression est élevé.

Un presse-vis à sciure de bois est similaire à un extracteur de jus. Cependant, la pression qui y est créée est bien plus grande. Par conséquent, la résistance du mécanisme fileté devrait être plus élevée

Cette conception permet également de générer une pression plus élevée qu’une machine à levier. Son inconvénient majeur est la vitesse de fonctionnement la plus lente parmi les options présentées.

Cependant, les avantages incluent :

• simplicité de conception;
• la possibilité d'acheter une telle presse pour peu d'argent avec des modifications mineures pour les besoins de briquetage ;
• petite taille.

Lorsqu'on travaille avec une presse à vis, il ne faut pas l'utiliser « à fond », lorsque la force physique ne suffit plus pour faire tourner le mécanisme. Dans ce cas, la force appliquée par une personne agit sur le fil d'un côté et de l'autre (à 90°) la force de résistance de la briquette obtenue. Cela entraînera une usure rapide du fil ou une rupture.

Afin de ne pas en faire trop et de ne pas casser le mécanisme, vous devez obtenir un résultat suffisant sur des copies de test et soit installer un dispositif de retenue, soit faire une marque sur le fil avec un marqueur, marquant sa position maximale autorisée.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Fabriquer une presse à levier maison.Fabrication des pièces principales et description du principe de fonctionnement :

Affinement de la conception de la machine et du processus de pressage des briquettes lui-même :

Machine de production simultanée de plusieurs briquettes basée sur un vérin hydraulique :

Il n’est pas difficile de fabriquer soi-même une machine à briquettes de sciure de bois. Vous pouvez choisir d'utiliser un principe à levier, hydraulique ou à vis pour créer une pression. Mais il ne faut pas oublier que la qualité des produits fabriqués dépendra non seulement du mécanisme assemblé, mais également de la préparation des matières premières.

Un processus correctement mis en place contribuera à fournir à votre exploitation un carburant de haute qualité et bon marché et même à organiser sa vente.

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