Как делают древесный уголь: особенности производства

Пошаговый бизнес-план: продажа угля

После того, как предприниматель выбрал вид производимого материала, технологию производства и сделал анализ рынка конкурентов, нужно приступать к пошаговому открытию своего производства.

Регистрация бизнеса

Бизнес на производстве угля лучше оформить как индивидуальное предпринимательство, выбрав при этом упрощенную систему налогообложения. Такой вариант позитивно сказывается на расходах – нужно оплатить только госпошлину в 800 рублей.

При выборе УСН доступны два варианта:

• 6% от суммы доходов.
• 15% от разницы между доходами и расходами.

Документы, необходимые для оформления ИП:

• Паспорт, его копия.
• ИНН.
• Заявление о регистрации предприятия.
• Квитанция об оплате госпошлины.
• Заявление о выбранной форме налогообложения.

Также нужно выбрать подходящий код ОКВЭД – 02.20 «изготовление древесного угля».

Время, требующееся на оформление, занимает 3 рабочих дня.

Выбор помещения

Участок, на котором будет производиться древесный уголь, нужно выбирать за чертой города. Идеальным будет обустройство цеха возле источников сырья, таким образом можно минимизировать расходы на транспортировку.

Площадь помещения должна быть не меньше 180-200 квадратных метров. Также нужно обустроить складское помещение и отдельную зону для сотрудников.

Если вам позволяет бюджет, то лучше будет выкупить земельный участок, чем брать его в аренду.

Покупка оборудования

Большая часть расходов уйдет на закупку всего необходимого оборудования. Для стабильного функционирования производства понадобятся:

1. Гидравлическая машина для колки дров.
2. Бензопила.
3. Промышленные весы.
4. Углевыжигательные печи.
5. Электрогенераторы.
6. Упаковочный блок.

Выбирая углевыжигательную печь, выбирайте машину, которая использует несколько съемных емкостей – это обеспечит беспрерывное производство.

Углевыжигательные печи разделяют на два типа:

• Стационарная.
• Мобильная.

Вес печей колеблется от 6 до 80 тонн.

Для начала производства будет достаточно приобрести одну ретортную печь, которая изготавливает 400-1000 килограмм продукции в день. По мере расширения производства и налаженных каналах сбыта, можно задуматься о расширении.

Закупка сырья, выбор поставщиков

Средний объем производства угля из различного сырья составляет 25-30%.

Расход древесины и конечный выход угля:

• 500 кг березы – 140 кг угля.
• 550 кг дуба, ясеня, клена – 160 кг.
• 400 кг сосны, осины, ели – 110 кг.
• 520 кг лиственницы – 150 кг.
• 420 кг ольхи – 120 кг.
• 380 кг тополя – 100 кг.

Расход сырья зависит не только от породы дерева, но и от используемого оборудования. Для однокамерных печей 7 кубических метров дерева равняется 1 тонне угля, а использование трехкамерной печи существенно сократит расход сырья.

При выборе поставщиков следует обратить внимание на стоимость древесных отходов, качество предлагаемого сырья. Лучше всего подписать договор на поставку с:

• Деревообрабатывающими комбинатами.
• Мебельной фабрикой.
• Пилорамой.

Очень важно найти поставщиков, которые будут бесперебойно обеспечивать предприятие необходимым сырьем

Маркировка продукции

Разница в подходах объясняется высоким содержанием в хвойном сырье смолоподобных веществ, которые при герметичности пиролизного реактора усложнят реализацию технологии.

Из пиролизной продукции первой группы получают уголь, маркирующийся буквой А, с максимальной концентрацией углерода, достигающей 90 %, и минимальным содержанием минеральных компонентов (2,5 %).

Если пиролизу подвергали смесь сырья первых двух групп, то максимальное содержание углерода в древесном угле, имеющем маркировочное обозначение Б, достигает 88 % при такой же зольности.

Если смесь всех пород подвергли углежжению, образуется угольный конгломерат, маркируемый буквой В. Концентрация скелетного углерода в нем достигает максимум 77 %, минеральных компонентов – 4 %, многие другие параметры не нормируются.

Хорошие качества демонстрирует уголь группы Б, его и продукцию марки А используют в промышленном органическом синтезе.

Приемлемыми свойствами для удовлетворения нужд большинства потребителей обладает результат воплощения технологии углежжения в том случае, если процесс проводится грамотно. Желающих приготавливать ценный продукт из древесины много. Готовых вникать в особенности реализации идеи на практике бывает гораздо меньше, что может приводить к неприятным последствиям с непредсказуемым исходом.

Изготовление древесного угля в домашних условиях

Если нет средств на покупку необходимого оснащения и аренду помещения, то можно на начальном этапе начать выпуск сырья в домашних условиях. Но для такого способа производства потребуется приобретение цельной древесины в качестве сырья.

Обжигать древесину можно в емкости или яме. Для обжига в емкости применяют ведро или металлическую бочку. В ней предварительно делают отверстия для отвода смолы и газов. Еще она должна иметь герметичную крышку.

Бревна очищают от коры и делят небольшими брусочками. Помещают сырье в бочку и закрывают крышкой. Нагревают бочку до 350 градусов над костром. При такой температуре сырье выдерживают в течение 2,5 часов. По истечении этого времени бочку убирают с огня и в закрытом состоянии оставляют до полного охлаждения.

Аналогичным способом можно производить обжиг в яме. Для этого роют яму необходимого размера и выстилают ее железом. Обжиг производят при той же температуре и с тем же временным интервалом.

Технология производства

В производстве угля лежит процесс пиролиза – древесина прожигается в бескислородной среде. Для этого применяют специальную углевыжигательную печь. Она может быть мобильной или стационарной. Печь состоит из камеры, в которой производится выжигание и сушка. Когда уголь сгорает, парогазы переходят в топку с последующим сжиганием, что дает дополнительное тепло.

Процесс изготовления угля имеет следующий вид: древесина помещается в загрузочный бункер, включается печь, происходит пиролиз. После того, как уголь выгорит и высохнет (фиксируется специальными датчиками), его необходимо выгрузить и остудить. Наконец, его остается раздробить или брикетировать, расфасовать по мешкам и упаковать.

В качестве сырья можно использовать не только обычную древесину (которая стоит достаточно дорого), но и различные древесные отходы – пни, сучья, бракованные пиломатериалы, отходы мебельного производства, иногда даже используются опилки и торф. Идеальными будут деловые контакты с местными лесозаготовительными компаниями, которые могут быть надежными поставщиками.

Затраты на производство

Для начала бизнеса по производству древесного угля необходимо около 1,5 миллиона рублей. Основная часть денежных средств необходима для закупки оборудования (650-900 тысяч рублей). Из оборудования отечественного производства рекомендуем печи ОД-30, ОД-60, данные установки используют для производства сырья высокого качества.

Необходимо также учесть следующие расходы:

• снятие помещения – до 400 тысяч рублей;
• закупка древесины – до 100 тысяч рублей;
• зарплаты, уплата налогов – 600 тысяч рублей;
• реклама, транспорт – 50 тысяч рублей;
• оплата коммунальных платежей – 50 тысяч рублей;
• оформление документов – до 10 тысяч рублей.

Как результат – для уверенного начала промышленного производства древесного угля необходимо 1,8 миллиона рублей.

Продажа 1 кг готовой продукции приносит прибыль в диапазоне от 18 до 35 рублей. Ежемесячная чистая прибыль составит около 80 тысяч рублей со 100 тонн сырья.

Активированный уголь является продуктом, представляющим ценность для различных сфер жизнедеятельности человека. Как экологически чистое топливо древесный уголь будет занимать все большую долю на мировом рынке, несмотря на распространенность газа и нефти. Сырье может быть реализовано если не для нужд внутреннего рынка, то для экспорта. Процесс производства древесного угля полезно узнать как минимум для удовлетворения собственных потребностей в сырье, хотя и промышленное его производство представляется перспективным и выгодным бизнесом.

Читайте далее:

Оборудование для производства арболита

Оборудование для производства керамзита

Изготовление фанеры ламинированной, бакелитовой, авиационной

Как открыть производство пеллет: оборудование и технологии

Производство наполнителя для кошачьих туалетов: обрудование, технология, сырье

Что такое древесный уголь

Уголь из древесины, так же как и любой другой, содержит преимущественно углерод. Главной характеристикой древесного угля, определяющей сферы его использования, является высокая пористость. При термической реакции в среде без кислорода или с небольшим его содержанием образуется углеродный каркас, в большой мере похожий на природную структуру капилляров в стволе дерева.

Наличие большого количества микроскопических полостей объясняет отличную поглощающую способность продукта. Если в порах присутствует кислород, то материал легко горит с выделением тепла.

Массовая доля углерода в схожих объектах составляет:

• древесный уголь – 50 %;
• торф – около 60 %;
• каменный уголь – чуть больше 80 %;
• антрацит – около 95 %.

В свежеполученном древесном угле суммарное содержание кислорода и азота достигает 44 %, что является максимальным показателем при сравнении с угольными ископаемыми.

При хранении в окружении теплого воздуха в течение одного часа уголь, только что полученный из древесины, может увеличиться в массе на 2 % за счет поглощения кислорода. Если объем порции изначально был большой, то нельзя исключить реакции самовозгорания. Поэтому продукт, сделанный из древесного сырья, сначала стабилизируют в специальном режиме, затем упаковывают и хранят в безопасных условиях.

Технология производства: как делают древесный уголь

Производство угля старо как мир и заключается в простом сжигании древесины в печи для изготовления древесного угля. Однако, технология производства шагнула далеко вперед. 

Современные предприятия используют метод пиролиза (сухая перегонка), который заключается в сжигании древесины при высоких температурах в закрытых печах без попадания кислорода.

Процесс происходит в специальных печах, которые оборудованы датчиками. Они показывают степень готовности конечного продукта. 

До перегонки древесину необходимо подсушить. Длительность и температура сушки напрямую влияет на качество конечного продукта. Только при медленном высушивании начиная с низких температур с постепенным повышением градуса можно получить качественный уголь.

По окончании обжарки уголь достается из печи, охлаждается и упаковывается. Слишком большие куски дробят до необходимого размера и складывают в бумажную или полиэтиленовую упаковку. Мелкий уголь спрессовывается в бруски и аналогично упаковывается.

Получается экологически чистый продукт, который к тому же имеет температуру горения в несколько раз выше простой древесины, не дает открытое пламя, характеризуется высокой концентрацией углерода и низкой зольностью.

Сырье для переработки

Сырье для получения древесного угля делится на три типа — мягкая, твердая и хвойная древесина. У каждой группы свое применение, а получаемый уголь имеет черный, красный или белый цвет.

Идеальным сырьем являются, конечно же, дрова. Однако, себестоимость конечного продукта будет слишком высока. Поэтому на углеобрабатывающих производствах используют отходы древесной продукции. Их приобретают на лесопилках, мебельных фабриках и прочих деревообрабатывающих предприятиях.

Интересно, что прессованные бруски древесного угля получают также из хвойных опилок.

Однако, на российском рынке подобный уголь не пользуется большим спросом в связи с тем, что не знаком широкому кругу покупателей. Но в Европе и Японии он ценится намного выше.

Необходимое оборудование для изготовления древесного угля

К основному оборудованию относится углевыжигательная печь. При стесненных средствах для начала можно приобрести самую простую и недорогую. Подобная установка позволит получать около 100 тонн в год. Со временем производство можно расширить и при успешном ведении дел приобрести дорогие печи с большими производственными объемами. 

Дополнительно понадобятся:

1. электрогенератор;
2. бензопила;
3. гидравлический дровокол;
4. сепаратор для разделения продукции по размерам;
5. фасовочный дозатор для мелкой продукции;
6. весы (электронные);
7. погрузчик;
8. упаковочные линии для готового продукта.

Для офисных помещений покупается необходимая мебель, оргтехника, канцелярские товары и прочие мелочи. 

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.

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.

Удачи в бизнесе!

Технология производства

Уголь из любого вида скорлупы производят по одному принципу, но технология может отличаться.

Подготовка сырья: очистка и измельчение

У большинства современных производителей угля, замечены недостатки. Например, нестабильность партии, уголь тухнет, присутствие посторонних запахов при розжиге. Часто причиной этому является некачественное сырье. На производстве обязательно должен быть менеджер по закупкам, который постоянно будет заниматься поиском и проверкой каждой партии сырья.

Сначала, на специальном столе, сырье старательно очищают от посторонних элементов. Для снижения показателя зольности, для этого процесса также желательно использовать специальное оборудование. Если не очищать скорлупу и к сырью добавится мусор, уголь будет тухнуть. Далее, из этого же стола, перемещают в дробилку. Измельченную до фракции 5 миллиметров скорлупу отправляют в загрузочный бункер.

Переработка в чистый углерод: разные подходы

После бункера, сырье помещают в пиролизный реактор (печь для сжигания скорлупы). Это устройство, в котором при температуре от 450 до 550°C и без доступа воздуха происходит реакция превращения сырья чистый углерод. Пиролизные газы, что возникают вследствие реакции, сгорают в пиролизном реакторе. Тепло от сжигания газов поддерживает реакцию, поэтому использование такого реактора не загрязняет окружающую среду. В конечном итоге, полученный чистый углерод с температурой 70-80°C собирают в бункере, расфасовывают по железным бочкам для остывания и стабилизации. Бочки герметически закрываются, чтобы не было доступа к кислороду и самовозгорания.

На разный предприятиях, процессы дробления и расклада на молекулы углерода могут меняться. Иногда, ореховую скорлупу двойного боя сначала отправляют в печь, а потом дробят углерод. В этом случае, технологи получают дополнительную возможность проверить качество сырья. Чем оно выше — тем характернее звуки стекла при пересыпании. Если такого звука нет — значит скорлупу не дожарили.

Формирование кубиков из углерода

Через несколько суток, перед формованием добавляют крахмал и воду. Если не добавлять связующее вещество, кубики при нагревании будут рассыпаться и ломаться. Процесс смешивания занимает около 20 минут. Полученную смесь, под температурой для активизации связующего, загружают в пресс. На ленту падают спрессованные кубики угля, которые отправляют в контейнер. Это также может быть ручная линия с выходом массы, которую вручную разрезают на длинные кусочки и перекладывают на линию под ножи для формирования кубиков 25 на 25 миниметров.

Сушка готовых изделий

Кубики с этим контейнером перевозят в камеру для сушки. В таких камерах они поддаются постоянному инфракрасному излучению или просушиваются переходящим потоком воздуха между разными камерами

Уголь важно сушить без посторонних запахов, которые он может впитать и воспроизводить при розжиге

Упаковка

После 5-6 часов высушенный уголь упаковывают в полиэтиленовые пакеты и помещают в картонные коробки. Это можно делать вручную или на специальном оборудовании для экономии рабочего времени. Если кубики угля формируются автоматически, то и этот процесс можно автоматизировать, так как кубики уже будут правильной формы. Для большей экологичности, вместо полиэтилена, можно использовать пакеты из крафтовой бумаги.

В общих чертах, хорошо о технологии производства рассказывают в видео:

Еще более подробнее о технологии:

К сожалению, все нюансы технологии — температура, процент добавленной крахмала, все этапы создания — не раскрывает ни один производитель, так как это коммерческая тайна. Чтобы узнать идеальный рецепт, нужно потратить не одну тонну сырья. Можно обратиться в институты химии, где помогут подобрать оптимальные условия для протекания реакций.

Виды оборудование для изготовления угля

Производство древесного угля как бизнес — является привлекательной идеей. Стартовый капитал не требует значительных затрат, а высокий спрос позволяет быстро найти своего потребителя. Для размещения оборудования достаточно 200 кв. м открытого земельного участка. Обслуживание одной печи требует присутствия бригады из 2-4 человек.

Оборудование по производству древесного угля можно разделить на три группы: стационарное, передвижное, вспомогательное.

Углевыжигательная печь (пиролизная бочка) — основное оборудование процесса производства древесного угля. Именно в данной печи происходит пиролиз древесины. На сегодняшний день печи имеют разную конфигурацию и работают разными методами. Углевыжигательные печи могут быт как стационарными, так и передвижными. Но выходной продукт всегда имеет одинаковые свойства и качество.

Углевыжигательная печь кроме производства несет нагрузку утилизации, принося двойную выгоду. Поэтому передвижные печи удобно использовать на лесозаготовительных работах для безотходного производства, а также на строительных площадках.

Стационарные печи используют для непрерывного основного производства древесного угля, когда нет необходимости менять место расположения. Стационарные углевыжигательные печи от передвижных отличаются внушительными размерами, большим набором выполняемых задач и высокой производительностью. В стационарных печах возможно использование различных видов топлива. А в передвижных — только отходы производства древесины.

Основным видом углевыжигательного оборудования является печь, в которой древесина не соприкасается с газами топочного вида процесса пиролиза. В такой печи древесина находится в отдельной камере с отверстиями, через которые происходит нагрев.

Другой вид углевыжигательной печи оборудован вертикальными ретортами, благодаря которым пиролиз на всех стадиях происходит более качественно. Недостатком такой печи является более высокий уровень выброса отработанных газов в атмосферу. Поэтому такую углевыжигательную печь необходимо дополнительно оборудовать очистными фильтрами.

Углевыжигательная печь для производства древесного угля изготавливается из кирпича или металла. Металл, в свою очередь, изолируется термостойким материалом для предотвращения теплоотдачи. Камеры и реторты изготавливаются из жаростойких металлов.

Печь включает в себя:

• топочный блок: предназначен для сушки сырья;
• углевыжигательный блок: служит для основного процесса пиролиза;
• основание: предназначено для крепления топочного и углевыжигательного блоков;
• пандус: служит для выгрузки емкости с готовым продуктом.

Дровокол (колун) – вспомогательное оборудование, которое используется для заготовки дров. Дровоколы бывают горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных колунах бревно укладывает в желоб и толкается на нож, либо нож движется к бревну. В вертикальных дровоколах бревно размещается стационарно и на него опускается нож. Такой вид колунов имеет более высокий КПД, так как бревно избегает трения.

Автоматическая линия фасовки древесного угля – вспомогательное оборудование, предназначенное для автоматизации и окончания процесса производства древесного угля. Конструкция состоит из приемного бункера с сеткой против попадания головней, вибролотка, ковшового транспортера и накопительного бункера с датчиком объема. Древесный уголь, поочередно проходя по узлам линии фасовки, приобретает товарный вид.

Дозатор весовой – автоматически распределяет заданную массу крупнокусковых углей в мешки. Это позволяет производить фасовку древесного угля в виде конечного продукта.

Сепаратор – распределяет угольную продукцию по заданным размерам для различных нужд и ценовых категорий.

Оборудование, предназначенное для производства древесного угля, не содержит вентиляторов и нагнетателей газа, благодаря чему происходит экономия электроэнергии. Себестоимость производства угля снижается, повышая прибыть производителя.

Качественно изготовленный древесный уголь сохраняет структуру рисунка дерева, особенно заметны годовые кольца на торце бруска. При постукивании древесный уголь звонко звучит, имеет блестящий черный цвет и малое количество трещин. На качество и количество производимого угля влияет влажность сырья. Из всех марок березовый или дубовый древесный уголь считаются самыми лучшими, так как отличаются продолжительным и ровным жаром при горении.

Отсутствие вредных отходов при производстве и горении позволяет древесному углю оставаться одним из важных топливных продуктов.

Технология процесса

Получать угольную массу из древесины научились интуитивно в древнейшие времена, сначала закладывая дрова в ямы, затем в кучи на поверхностных площадках. Сверху собранную древесину засыпали землей, оставляя небольшие отверстия. Процесс называли углежжением. Название сохранилось до настоящего времени для обозначения полукустарной производственной технологии или кустарной, реализуемой в домашних условиях.

Со временем оснащение, автоматизация реакции карбонизации (углежжения) приобрели цивилизованный вид, позволяющий исключить доступ воздуха, обеспечить контролируемое нагревание реакционной массы до требуемых температур, поддерживать постоянство термического режима.

При механизированной термодеструкции параллельно образующиеся газы и жидкости выводятся из рабочей зоны. Из них получают ценные продукты или сжигают, используя образующееся тепло для нагревания реактора.

В связи с отличиями в технологиях получения древесного угля методом пиролиза и углежжения стандартом оговорены особенности допускаемого к переработке сырья.

Для пиролиза позволительно две группы пород:

• первую составляет древесина березы, бука, ясеня, граба, вяза, дуба, клена;
• вторую – сырье из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.

В углежжении применяют три группы пород, первая из которых такая же, как для пиролиза, вторая состоит из древесины хвойных деревьев, третью составляют исходные материалы из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.