Древесный уголь технология производства

Что такое древесный уголь? Его знают из-за применения в различных бытовых и производственных областях. Древесный уголь – это уникальный и экологически чистый продукт. Его добывали и в старину, особенно его добыча увеличилась в 20 веке. В качестве сырья для производства угля используются отходы деревопереработки, дрова, брикеты из опилок, торфа и соломы. В зависимости от типа продукта углю присваивается категория А, Б, В. Древесный уголь, производимый в промышленном производстве, получаемый при пиролизе и углежжении древесины, должен соответствовать ГОСТ 7657-84. Пиролиз – это разложение органических природных соединений при недостатке кислорода.

Данный бизнес не требует значительных вложений, имеет быструю окупаемость и не требует особых знаний, кроме внимательности к процессу углежжения древесины.

Древесный уголь. Области его применения

Сфера применения древесного угля обширна. Кто не ездил на шашлык и не брал с собой мешок с углем? Это бизнес по производству угля для шашлыка. Кто не знает про активированный уголь при отравлении? Это бизнес для фармацевтической отрасли. А фильтры для очищения воды? Древесный уголь активно используется в металлургической промышленности, в фермерских и крестьянских хозяйствах, в жилищно-коммунальной отрасли, в медицине, в быту для частных лиц.

Абсолютно уверены, что до конца еще не найдены все способы применения этого уникального продукта.

Технология и оборудование для производства древесного угля

Как и в других видах бизнеса, оборудование для изготовления древесного угля и углежжения не стоит на месте. Установки постоянно модернизируются и совершенствуются. Попробуем разобраться в многообразии оборудования.

Классификация пиролизных аппаратов:

По мобильности – стационарные, разборные и передвижные;

По ориентации – вертикальные, горизонтальные и наклонные;

По режиму работы – периодические, непрерывные и полу непрерывные;

По материалу изготовления – стальные (реторты), кирпичные (печи), бетонные и пр.;

По способу перемещения сырья – неподвижные, в вагонетках, за счет проталкивающего устройства, в выемных устройствах, под собственным весом;

По способу подвода тепла – с внутренним теплоносителем и через стенку;

По улавливанию жидких продуктов – со сжиганием ПГС, с улавливанием, с частичным и без улавливания;

По совмещению с другими операциями:

сушка, пиролиз и охлаждение;

сушка и пиролиз;

пиролиз и охлаждение угля;

совмещение с активизацией угля.

Но, так или иначе, печи для пиролиза бывают либо в виде бочек (типа УВЧ), либо печи ретортного типа. В продаже присутствуют углевыжигательные печи за 100-200 тысяч рублей и печи ретортного типа за несколько миллионов рублей.

В старину древесный уголь производили в ямах. В яму складывали дрова, засыпали ее дерном, рядом вырывали еще ямку и там разводили костер. Вот такой старинный пиролиз получался. Такой способ иногда применяют и сейчас.

Организация производства древесного угля

В интернете сейчас достаточно много информации о производстве древесного угля. Постараемся на примере разобраться в финансах этого бизнеса.

Что является самым важным в углежжении? Самое важное – это сырьевая база. Если есть наличие сырья на два года, то можно начинать бизнес. Что еще важно? Важно наличие опытного углежога. От опыта углежога зависит, сколько м3 древесины потребуется, чтобы получить тонну древесного угля.

Если вы никогда не занимались этим бизнесом, то начинайте с малого, не вкладывайте сразу средства в дорогое оборудование. Если вы собрались продавать уголь в опт или розницу, то вам необходимо зарегистрировать свою деятельность. Проще всего открыть ИП, стоит это 3000 рублей.

Оборудование. Мы для примера возьмем печь без марки, чтобы не заниматься рекламой, с встроенной топкой, с обогревом древесины топочными газами через конвекторы. Печь периодического действия, типа бочки. Примем стоимость приобретения бочки 300 000 рублей, доставка и установка 30 000 рублей. Приобретем сразу две бочки.

Для получения тонны угля потребуется 7,5 м3 древесины. Продолжительность одного цикла примем 65 часов. Сырье – дрова и отходы лесозаготовок.

Дополнительное оборудование – гидравлический дровокол, бензопила, ножовки, топоры, колуны и прочее оборудование стоит 140 000 рублей. Уголь планируем фасовать в бумажные мешки, поэтому приобретаем весовой дозатор и портативную мешкозашивочную машину. Обойдется это оборудование ориентировочно в 200 000 рублей.

Помещение или площадка для установки оборудования

Лучше всего этим бизнесом заниматься поближе к сырью, поэтому разместить печи можно на открытой площадке, мешкозашивочную машину и временное хранение угля лучше сделать под навесом или в помещении. До отправки потребителю древесный уголь должен быть защищен от контакта с сильными окислителями. Древесный уголь относится к 4 классу опасности, поэтому скопление угольной пыли в помещении не допускается.

Для организации бизнеса потребуется:

Договор аренды помещения или земельного участка под размещение печей, согласованный со всеми заинтересованными органами;

Сертификат и документы на печи;

Технологический процесс производства и план деятельности на год;

Должностные инструкции на сотрудников;

Разрешения на выбросы, размещение отходов, сбросы;

Расчет платы за негативное воздействие на окружающую среду;

Договор с лабораторией на проведение экологического контроля.

Условно считаем, что для производства взят в аренду цех, недалеко от лесопилки. Площадь цеха составляет 100м2, стоимость аренды 150 рублей в месяц, в том числе коммуналка.

Сотрудники

Работать собирается сам инициатор проекта и два наемных сотрудника. Размер заработной платы составляет 15000 рублей в месяц. Сдача отчетности – услуги аутсорсинга 5000 рублей в месяц.

Читайте также:  Токарные обрабатывающие центры с чпу по металлу

Рентабельность бизнеса по производству древесного угля

Расчет бизнеса мы ведем при 100% загрузке и 25 рабочих днях в месяц. Принимаем для расчета производительность одной печи 10 тонн древесного угля за месяц.

Прогнозирование бизнеса – 2 года. Инвестиции в проект составили 908 000 рублей. Стоимость продажи килограмма угля принимаем 15 рублей. Рентабельность 16 %, окупаемость бизнеса 12-13 месяцев.

Содержащий почти 100% углерода – древесный уголь, широко известен в качестве безопасного для окружающей среды и эффективного вида горючего. Он не портит воздух ядовитыми испарениями и очень удобен в процессе быстрого приготовления пищи. Он применяется не только в хозяйстве, но и на промышленных предприятиях. На этом топливе функционируют целые металлургические и химические комплексы. В этой статье мы расскажем о том, какое нужно оборудование для производства древесного угля.

Древесный уголь

Древесный уголь получают при помощи сухой перегонки (пиролиза) древесины без доступа воздуха в условиях температуры 450—500°. Во время протекания этого процесса выделяются различные смолы, уксусная кислота, метанол и ацетон.

Выделяют 3 главных типа этого материала:

  • черный. Его производят из мягких сортов древесины, таких как липа, осина, ольха, ива
  • красный, изготавливается из хвойников, методом мягкого обжига
  • белый, производят из твердых сортов дубовых, вязовых, грабовых, березовых дров.

Согласно государственным стандартам существуют три марки древесного угля:

  • марка А. Изготавливается из мягких лесоматериалов
  • марка Б. Изготавливается из смеси мягкой и твердой древесины
  • марка В. Создается путем углежжения древесины смеси мягких, твердых лесоматериалов, а также методом мягкого обжига.

Характеристика древесного угля

Показатели Марка угля Метод контроля
А Б В, ОКП 24 5571 0150
Высший сорт, ОКП 24 5571 0132 1 сорт, ОКП 24 5571 0133 1 сорт, ОКП 24 5571 0143 2 сорт, ОКП 24 5571 0144
Кажущаяся плотность, г/см 3 , не менее 0,37 0,37 Не нормируется ГОСТ 7657–94, п. 4.6
Зола, масс. %, не более 2,5 3,0 2,5 3,0 4,0 ГОСТ 7657–94, п. 4.7 и ГОСТ 12596–67
Нелетучий углерод, масс. %, не менее 90 78 88 77 67 ГОСТ 7657–94, п. 4.8
Вода, масс. %, не более 6 6 6 6 6 ГОСТ 16399–70, разд. 2
Уголь с зернами в местах погрузки, масс. %, не более: ГОСТ 7657–94, п. 4.9
размером менее 25 мм 5 5 Не нормируется
размером менее 12 мм 5 5 7 7 7
Головни, масс. %, не более Отсутствие 2 Отсутствие 2 2 ГОСТ 7657–94, п. 4.10
Масса 1 дм 3 угля, г, не менее 210 210 Не нормируется ГОСТ 7657–94, п. 4.11

Технология производства древесного угля

Производство древесного угля из различного сырья предполагает использование углевыжигательной печи ретортного типа. Углевыжигательные печи для выпуска древесного угля сжигают исходное сырье без доступа кислорода. Этот процесс называется пиролизом. Весь цикл производства древесного угля состоит из таких этапов:

  • сушка. Для того сырье кладут в углевыжигательный блок и подвергают действию дымовых газов в условиях температуры от 140 до 160°С. Длительность процесса зависит от уровня влажности сырья. Конечным продуктом является материал, высушенный до уровня влажности 4-5%
  • пиролиз. Вначале осуществляется эндотермический режим или сухая перегонка. При этом температура поднимается до 150-300°С. Из сырья удаляется вся вода, оно обугливается, становится бурого цвета. Когда показатель температуры достигает 300°С начинается процесс экзотермического пиролиза, который характеризуется ростом внутренней температуры без подачи тепла извне. Во время этого процесса температура поднимается до 400°С и бурая древесина становится древесным углем, в котором содержится углерода 65-75%
  • охлаждение. Вначале материал охлаждают до температуры, которая не приводит к самовозгоранию при контакте с кислородом. В конце процесса температура составляет 85°С, однако наилучшим вариантом является 40°С. Именно так выглядит производство древесного угля. Видео процесса представлено ниже.

Оборудование для создания угля

Изготовление древесного угля – довольно привлекательная бизнес — идея. Для старта не нужны серьезные инвестиции, а востребованность продукции дает возможность быстро отыскать потребителей. Для того, чтобы разместить требуемое оборудование достаточно 200 кв. м. Одна печь для производства древесного угля обслуживается бригадой из 2-4 операторов.

Устройства для выпуска древесного угля можно разделить на три категории: стационарные, передвижные, дополнительные.

Углевыжигательная печь или пиролизная бочка является главным оборудованием процесса производства древесного угля. Именно в этом устройстве осуществляется пиролиз древесины. Сегодня можно найти такие печи нескольких модификаций, функционируют они различными методами. Бывают стационарные и передвижные углевыжигательные печи. Однако конечные продукты всегда имеют одинаковые свойства и качество.

Углевыжигательные печи помимо изготовления, выполняют роль утилизатора, обеспечивая двойную выгоду. По этой причине передвижные печи можно применять прямо на лесозаготовительных участках для безотходного производства, а также на стройплощадках.

Стационарные печи применяют для реализации беспрерывного изготовления древесного угля, когда не нужно менять место расположения. Стационарные устройства в отличие от передвижных имеют большие габариты, широкий набор реализуемых задач и высокую производительность. В стационарных вариантах можно использовать различные виды топлива. А в передвижных — исключительно остатки производства древесины.

Главным типом углевыжигательного оборудования можно назвать печь, в которой не происходит контакта между древесиной и газами топочного вида в процессе пиролиза. В этом устройстве сырье располагается в отдельной камере, которая имеет отверстия, пропускающие теплый воздух.

Еще один вид углевыжигательной печи имеет вертикальные реторты, вследствие наличия которых процесс пиролиза на всех стадиях осуществляется более качественно. Однако у такого оборудования есть один существенный недостаток – высокий уровень выброса отработанных газов в атмосферу. По этой причине такая углевыжигательная печь нуждается в дополнительных очистных фильтрах.

Читайте также:  Смазка коленвала двухтактного двигателя

Углевыжигательная печь для изготовления древесного угля создается из кирпича или металла. Металл необходимо изолировать термостойким материалом, чтобы предотвратить теплоотдачу. Камеры и реторты создаются из жаростойких металлов.

Главные составные части печи:

  • топочный блок. В нем сушится сырье
  • углевыжигательный блок. В нем происходит процесс пиролиза
  • основание. На него крепится топочный и углевыжигательный блок
  • пандус. По нему выгружается емкость с готовой продукцией.

Дровокол является вспомогательным оборудованием, которое применяется для заготовки дров. Существуют горизонтальные и вертикальные дровоколы. В горизонтальных устройствах бревно кладется в желоб и направляется на нож, или же нож двигается к бревну. В вертикальных устройствах нож опускается на бревно. Такие дровоколы отличаются более высоким КПД, потому что бревно не подвергается трению.

Кроме этого к дополнительному оборудованию можно отнести:

  • автоматическую линию фасовки древесного угля. Она выполняет задачу автоматизации и окончания процедуры изготовления древесного угля. Линия включает приемный бункер с сеткой, предотвращающей попадание головней, вибролоток, ковшовый транспортер и накопительный бункер с датчиком объема. Древесный уголь, постепенно продвигаясь по узлам линии фасовки, приобретает конечный внешний вид
  • дозатор весовой. Этот аппарата в автоматическом режиме осуществляет распределение заданной массы крупнокусковых углей в мешки. Он дает возможность фасовать древесный уголь в виде конечного продукта
  • сепаратор выполняет роль распределителя угольной продукции по заданным габаритам для разных нужд и ценовых категорий.

Стоит отметить, что оснащение, которое предназначено для изготовления древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, вследствие чего наблюдается существенная экономия электроэнергии. Себестоимость изготовления уменьшается, а прибыль растет.

Качественно произведенный древесный уголь имеет структуру древесины, различимы годовые кольца на торце бруска. Если постучать по древесному углю получается звонкий звук. Он черного блестящего цвета, должен иметь минимальное число трещин. Наилучший уголь получается из березы и дуба, потому что имеет наиболее длительный период горения и стабильный жар.

Сегодня древесный уголь достаточно востребован — его покупают рестораны и кафе для приготовления пищи, химические и металлургические заводы для производственных процессов, люди для готовки шашлыка и гриля. Производство древесного угля как бизнес отличное решение, если вы проживаете в лесистых районах. Процедура не требует серьезных вложений и быстро окупается при правильном подходе. В данной статье мы разберем, как открыть собственное дело по изготовлению древесного угля и приведем пример подсчета.

Введение

Древесным углем называется высокоуглеродистый материал, который получается путем пиролиза древесины различных сортов с ограничением поступления воздуха. Для его производства необходима специальная печь, разместить которую можно как в собственном гараже, так и под открытым небом или в специально оборудованном цеху.

По состоянию на 2017 год в России наблюдается средняя насыщенность рынка данной продукцией, поэтому любой бизнесмен сможет легко запустить производство и найти точки сбыта готовой продукции. Главное — все правильно рассчитать и продумать, проанализировать потребительский рынок, продумать, куда выгоднее сдавать продукцию оптом. Составьте подробный бизнес-план и придерживайтесь его при реализации своей идеи.

Виды угля

Многие считают, что весь продаваемый в супермаркетах и на заправках уголь одинаковый, но на деле существует много разновидностей. Его можно разделить на:

  1. Красный. Его делают из хвойных пород по специальной технологии путем мягкого углежжения.
  2. Белый. Для его создания используется древесина твердых пород, такая как дуб, береза, вяз, граб и пр.
  3. Черный. Для его создания используется древесина мягких пород: липа, осина, тополь, ольха, ива и пр.

Многие предприниматели изготавливают только классический черный уголь, но если вы хотите захватить рынок, то ассортимент следует расширить. Следует ориентироваться на то, какое сырье вы сможете достать: если в вашем районе растут дубовые леса, то придется использовать именно этот материал и пр. Также следует знать, что существует три сорта согласно ГОСТ 7657-84 А, Б и В. Чем выше сорт, тем качественнее уголь и тем охотнее его будут приобретать, поэтому старайтесь делать только качественный продукт.

Обратите внимание: большое количество предпринимателей использует в качестве сырья различные отходы производства деревообрабатывающих и мебельных компаний, а также гнилые бревна и бруски. Делать это не рекомендуется, поскольку качество угля из такого сырья будет крайне низким.

Конечно, вы сможете больше заработать подобным образом. Но клиентам ваша продукция не придется по вкусу и в итоге это ударит по имиджу молодого бизнеса.

Также вам следует продумать, в какой расфасовке продавать товар. Обычно его фасуют в бумажные пакеты и полиэтиленовые мешки емкостью от 2 до 50 кг. Наибольшей популярностью у населения пользуются мешки массой 5—10 кг, тогда как рестораны и предприятия закупают его в мешках по 50 кг, чтобы удешевить сырье.

Как делают древесный уголь

Далее разберем технологию производства древесного угля. В ней нет ничего сложного — в основе процесса лежит принцип пиролиза. Готовое сырье при заданной температуре без доступа воздуха обжигается и превращается в уголь. Алгоритм производства следующий:

  1. Сырье вручную загружается в печь.
  2. Печь включается, происходит выжигание.
  3. Уголь выгружается, охлаждается, расфасовывается и отправляется на склад.

Как видите, в процедуре нет ничего сложного, но при производстве следует строго следить за техникой безопасности. Обязательно соблюдайте пожарную безопасность, установите сигнализацию и имейте под рукой несколько огнетушителей, чтобы в случае возгорания его можно было быстро ликвидировать.

Лучшим сырьем для изготовления угля является древесина в чурках, нарезанная на куски 40—60 см. Если вы планируете закупать бревна, то придется нанимать специального человека, который будет измельчать их до заданного размера. Покупать сырье дешевле всего у заготовителя или на деревообрабатывающих комбинатах — они есть практически во всех регионах России. Договоритесь с ними об оптовых поставках — чем дешевле вы сможете покупать сырье, тем больше будет прибыль.

Читайте также:  Как просверлить ножовку по дереву

Оборудование

Рассмотрим, какое оборудование для производства древесного угля необходимо приобрести. Сегодня рынок предлагает предпринимателям широкий ассортимент специализированной техники начиная от недорогих печей с ручной загрузкой и заканчивая автоматизированными линиями, способными изготавливать десятки кубометров готового продукта за смену. Основным оборудованием для изготовления является пиролизная печь. Мы не рекомендуем начинать бизнес с профессиональных печей — для начала приобретите небольшую, освойте процесс, найдите клиентов, а затем уже считайте, какое количество угля вы сможете продавать, и на основе этого подбирайте новое устройства. При выборе учитывайте следующие факторы:

  1. Имеющаяся площадь. Печи начального-среднего уровня занимают порядка 40 м2, поэтому продумайте, сможете ли вы расположить ее на своем участке или в цеху.
  2. Какое количество сырья вы сможете загружать за один раз. Учитывайте, что для получения 1 тонны угля необходимо 7—9 тонн. Чем качественнее будет загружаемая древесина, тем лучше выйдет товар.
  3. Продолжительность пиролиза. В среднем один цикл длится порядка 50 часов, но все зависит от сорта древесины, выбранного оборудования и объема печи.
  4. Мощность пиролизной печи. Мощность — это то, сколько угля за один цикл получится создать. На рынке представлены модели мощностью от 100 до 2000 килограмм готовой продукции.

Что необходимо для начала

Далее рассмотрим технологию производства древесного угля и оборудование , которое нужно для старта. Главное в этом деле — печь. От ее мощности зависит цена — в 2017 году небольшую 100-килограммовую печь можно купить за 50 000, полноценную на 2 тонны — за 1 000 000 рублей. Благодаря подобному делению вы сможете подобрать подходящий для себя вариант как по цене, так и по производительности. Многие предприниматели начинают свой путь с печи на 300—500 кг, после чего при необходимости докупают вторую или меняют ее на более мощную. Отметим, что на рынке представлены не только пиролизные, но и ретортные печи, но по качеству они хуже, поэтому не стоит их рассматривать как альтернативу. Для старта вам также понадобится:

  1. Весы электронные 5—7 000 рублей.
  2. Расфасовочное устройство — 100—150 000 рублей.
  3. Бензопила — 10 000 рублей.

Это минимальный комплект оборудования для начала работы — его вполне достаточно для начинающих и для небольших цехов. В дальнейшем вам могут понадобиться сепараторы для измельчения, сушилки для улучшения качества сырья, дозаторы для автоматизации процесса, специальные линии подачи и пр, но обычно это оборудование используются на крупных предприятиях, поэтому задумываться о нем вам пока не стоит. Можно сэкономить еще больше, приобретя не готовую печь, а заказав изготовление бочки для пиролиза у местных мастеров, но это вариант для тех, у кого серьезно ограничен бюджет — лучше все же сразу купить качественную и специализированную печь.

Насколько это прибыльно

Универсального бизнес-плана производства древесного угля нет — все зависит от того, где именно вы будете закупать сырье, какая цена на него будет, как вы наладите сбыт и пр., но в среднем цифры по отрасли известны. Мы рекомендуем не связываться с розничными продажами, в крайнем случае можно просто продавать мешки в цеху, не организуя собственные торговые точки.

Ищите тех, кто будет закупать продукцию оптом:

  1. Супермаркеты или местные торговые сети.
  2. Заправочные станции.
  3. Рестораны и кафе.
  4. Оптовые магазины и базы.
  5. Различные промышленные предприятия, которым уголь нужен для техпроцессов.

Практика показывает, что практически в любом регионе России есть места, где уголь от производителя будет пользоваться популярностью и его можно сдавать оптом. Поэтому перед стартом подумайте о том, куда его можно сдавать, постарайтесь пообщаться с потенциальными покупателями, чтобы определить их ожидания и необходимые объемы. Часто бывает такое, что предприниматель работает с одним оптовиком, сдавая ему всю вырабатываемую продукцию.

Далее рассмотрим примерные расходы, которые лягут на ваши плечи. Напомним, что цены приведены примерные (состояние на 2017 год):

  1. Регистрация в налоговых органах — 15 000 рублей.
  2. Покупка комплекта оборудования — 1 000 000 рублей.
  3. Аренда помещения, ремонтные работы — 400 000 рублей в год.
  4. Покупка древесины для переработки — 300 000 рублей.

Суммарно для открытия бизнеса вам понадобится примерно 1 700 000 рублей. Отметим, что в данном случае речь идет о профессиональном оборудовании и цехе среднего размера, выпускающем порядка 20 тонн угля в месяц. Если же подобного бюджета нет, то можно обойтись более дешевым комплектом оборудования и гаражом — для этого понадобятся вложения примерно в 300 000 рублей при производительности 2 тонны в месяц. Также для развозки готовой продукции желательно иметь автомобиль — подойдет даже недорогая ГАЗель, способная брать на борт около тонны груза.

Далее посчитаем прибыль. Отпускная оптовая цена березового угля в 2017 составляет 100 рублей за один килограмм, тогда как его себестоимость примерно 60 с учетом всех расходов. На 1 килограмме вы зарабатываете 40 рублей, на 2 тоннах реализованной продукции (домашний цех) — 80 тысяч рублей, для полноценного предприятия, выпускающего 20 тонн в месяц — 800 000 рублей. Таким образом, сделанные вложения окупаются через 2—4 месяца, хотя на практике выходит полная окупаемость за 4—6 месяцев (неизбежно возникают дополнительные расходы).