Спосіб виготовлення паливного або кормового, або теплоізоляційного екологічно чистого біобрикету

Спосіб виготовлення біобрикету циліндричної форми, який включає операцію пресування сировини, який відрізняється тим, що як сировину 3 вигляді пилу [див. пат. України №60596 з класу C10L5/40, опублікований 15.02.2006 року]. Основним суттєвим недоліком відомого способу виготовлення біобрикету є необхідність численних подрібнень компонентів до досить дрібних фракцій (10 мкм), навіть до пилу (хвойна мука, активоване вугілля). Тобто підготовчий процес, разом з попереднім сушінням, та й ще підігрітим газом, є досить енерговитратним, що підвищує собівартість готової продукції - біобрикетів. Другим суттєвим недоліком відомого способу є переривчастий технологічний процес через необхідність набивання пресувального циліндра сировиною, що збільшує час виготовлення біобрикетів, тобто процес низькопродуктивний. Третім суттєвим недоліком відомого способу є те, що перед пресуванням сировину треба підігріти до певної температури. У протилежному випадку хвойна мука не виділятиме смолу, тобто не буде в'яжучою сировини, що не дозволяє отримати брикет міцної стійкої форми. Четвертим суттєвим недоліком відомого способу є те, що з його допомогою отримають паливні біобрикети з обмеженою областю використання, що обумовлено наявністю у складі активованого вугілля та в'яжучої добавки із хвойної муки. Такий біобрикет неможливо використовувати у якості харчової добавки до корму для годування худоби. П'ятим суттєвим недоліком відомого способу є те, що з його допомогою отримують паливні брикети суцільного перерізу, що погіршує умови згоряння такого біобрикету (воно відбувається більш повільно, згоряє в першу чергу зовнішній шар, у той час як середина займається набагато пізніше) через обмеженість доступу кисню до середини брикету. В основу корисної моделі поставлено задачу спрощення способу виготовлення паливних біобрикетів, за рахунок застосування іншого підходу до формування та пресування сировини, які разом забезпечують безперервність процесу отримання брикету будь-якої довжини шляхом внесення відповідних змін у компоновочну схему установки, що реалізує спосіб. Рішення поставленої задачі досягається тим, що спосіб виготовлення біобрикету циліндричної форми, який включає операцію пресування, згідно пропозиції, у якості сировини використовують нездрібнене опале листя дерев, які без здрібнення вистилають внахлест, а пресування здійснюють безперервним екструдуванням сировини, з відведенням піролізних газів, розігрівом та виділенням в'яжучих речовин, та формуванням внутрішнього каналу з подальшим обмотуванням поверхні брикету ниткою, та розрізанням безкінечного напівфабрикату на мірні екологічно чисті біобрикети. У запропонованому способі технологічна операція попереднього здрібнення сировини відсутня, що спрощує спосіб та енерговитрати. Цілісні листя дозволяють отримати у подальшому сигароподібний біобрикет, а для цього необхідно мати у якості сировини листоподібний компонент, до якого якнайкраще підходять не здрібнені листя дерев. Вистилання листя для формування шарів біобрикету не представляє труднощів, якщо для цього вико 64075 4 ристовувати звичайний шнековий екструдер. Під час обертання шнеку листя притискуються до корпусу, а при пресуванні шнеком листя уздовж корпусу вони нахлистуються один на одне, формуючи шари біобрикету. Наприкінці шнеку листяна маса підпресовується та пресується у філь’єрі, яка розташована поза шнеком. Важливо, щоб вал обертання шнека проходив крізь філь’єру. Це дозволяє сформувати центральний канал у брикеті. Під час проходження листяної маси крізь філь’єру, вона ущільнюється, автоматично розігрівається до 450500°С, що викликає процес піролізу газів із сировини та виділення смолястих речовин, які становляться в'яжучим компонентом для скріплення шарів брикету між собою. Піролізні гази частково виходять через центральний канал у брикеті. Для запобігання самовільному розширенню біобрикету під дією матеріалу, брикет доцільно зовні обв'язати за спіраллю звичайною ниткою, що не важко зробити в автоматичному режимі, якщо екструдер обладнати, наприкінці, котушкою зі звичайною ниткою. Використання для біобрикету не здрібненого (цілісного) опалого листя дерев, укладеного особливим способом (внахлест), дозволяє в подальшому скрутити їх у циліндр і у такому стані спресувати, отримуючи сигароподібний біобрикет. Сама така конструкція (сигароподібна) дозволяє отримати стійку форму біобрикету. Центральний повздовжній канал, через потрапляння в нього кисню, дозволяє активувати процес згоряння брикету, а зовнішня нитка дозволяє надійно утримувати верхній шар листяного брикету, притискуючи його до тіла біобрикету. Оскільки у склад біобрикету, окрім опалого листя дерев, ніяких компонентів не входить, він може бути використаний у якості харчової добавки до кормів для годування дрібної рогатої худоби, а при попередній обробці листя парами аміаку, для руйнування клітчатки, й для годування крупної рогатої худоби. Використання у якості сировини для біобрикету опалого листя дерев дозволяє утилізувати листя, що є актуальним й проблемним питанням у населених пунктах, особливо в осені. Як відомо, будь-яка деревна пресована сировина є поганим провідником тепла, тому біобрикети можуть бути використані у якості теплоізоляційного матеріалу для тимчасового утеплення приміщень, зокрема, тваринних комплексів узимку. Отже, запропонований екологічний брикет має розширену область використання та є абсолютно безпечним для довкілля. Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленням, на якому зображено наступне: фіг. 1 листяний паливний біобрикет, вигляд в плані; фіг. 2 - приклад пристрою (екструдера) для реалізації запропонованого способу виготовлення брикетів, схематичне зображення, вигляд збоку. Паливний екологічно чистий біобрикет, одержаний запропонованим способом складається з тіла 1 циліндричної форми з внутрішнім повздовжнім наскрізним каналом 2. Тіло 1 брикету виготовлено з опалого не здрібненого опалого листя 3 дерев, які розташовані шарами з частковим перек 5 риттям один одного (внахлест). Зовні брикет обмотаний ниткою 4 за спіраллю. Запропонований спосіб виготовлення вищеописаного біобрикету полягає у наступному і пояснюється разом з пристроєм, за допомогою якого він здійснюється (як приклад). Листяна маса надходить у завантажувальний бункер 5, який з'єднаний з циліндроконічним корпусом 6 пристрою, всередині якого розташований на обертовому валу 7 шнек 8 для пресування та підпресування листяної сировини. При обертанні шнека 8, листя 3 спрямовуються та притискуються до внутрішніх стінок корпуса 6, ніби "вистилаючи" подложку на корпусі 6 та формуючи зовнішній шар майбутнього біобрикету. Обертовий шнек 8 наштовхує листя 3 у корпус 6 та пересуває його вздовж корпуса 6 до його конічної ділянки, де підпресовується завдяки зменшенню перерізу корпуса 6. Далі листяна маса потрапляє у філь’єру 9, у центральному отворі якої відбувається процес екструзійного пресування. Під час екструзії листяна маса розігрівається до температури 450-500 °С при питомому тиску 15-20 2 кг/мм , що спричиняє виділення піролізних газів та виділення смолястих речовин, які виконують функцію в'яжучого у біобрикеті. Отриманий, але ще розігрітий, продукт виходить з філь’єри 9 і потрапляє в камеру 10 охолодження, де охолоджується до застивання смолястих речовин, що дозволяє надійно отримувати форму біобрикета. Під час проходження листяної маси через філь’єру 9 у центрі брикету автоматично формується повздовжній канал 2 завдяки тому, що кінець вала 7 виступає за межі філь’єри 9. У цей канал 2 відводяться піролізні гази, зайва волога, та частково просідає листяний матеріал під дією пружної деформації. На виході з камери 10 охолодження, брикет обмотують за спіраллю ниткою 11, яка подається з підпружиненої котушки 12. Це запобігає подальшому розпушенню шару біобрикета. Готовий напівфабрикат розрізають на окремі паливні біобрикети певної довжини. Суттєва відмінність об'єкту, що заявляється, від раніше відомих, полягає в тому, що брикет виготовлений з суцільного листяного матеріалу, а спосіб його виготовлення дозволяє отримати сига 64075 6 роподібну форму з внутрішнім повздовжнім каналом та стійким зовнішнім шаром. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяють підвищити якість брикетів, розширити область застосування та спростити технологію їх виготовлення. Жодний з відомих способів виготовлення біобрикетів не можуть володіти вказаними властивостями, оскільки передбачають операцію здрібнення сировини, термообробки як окремої операції, що виключає отримання запропонованої конструкції біобрикету та ускладнює технологію його виготовлення. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з найближчим аналогом, можна віднести наступне: - спрощення технології виготовлення брикетів за рахунок відсутності операції попереднього здрібнення сировини та використання для розігріву та одночасного пресування екструзійного процесу. - спрощення складу біобрикету за рахунок зведення компонентів до мінімуму - листя дерев; - покращення паливних властивостей за рахунок наявності центрального повздовжнього каналу; - покращення механічної стійкості за рахунок наявності утримуючої фіксуючої нитки на поверхні; - розширення області використання за рахунок використання чистої біомаси рослинного походження, що дозволяє використовувати біобрикет як кормову добавку для годування худоби; - екструзійного процесу. Соціальний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням найближчого аналога, - це отримання екологічно чистого палива з одночасною утилізацією листя дерев в осені, розширення області використання біобрикетів, покращення паливних властивостей біобрикетів, покращення екологічної обстановки довкілля. Економічний ефект від впровадження запропонованої корисної моделі, у порівнянні з використанням найближчого аналога, отримують за рахунок зниження вартості паливних біобрикетів зниження енергоємності процесу виготовлення паливних запропонованих біобрикетів. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 64075 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601