Technologie de production de granulés pour une petite ou moyenne entreprise

Je souhaite présenter une excellente idée pour ouvrir une entreprise domestique, petite ou moyenne – une usine de production de granulés combustibles. Une telle usine génère des bénéfices élevés tout en nécessitant peu d’investissements avec un faible risque

Les ressources énergétiques ont toujours été très demandées, surtout aujourd’hui, à l’époque de la crise énergétique. Par conséquent, une activité dans le secteur de l’énergie a de grandes chances de succès et de développement. Dans une usine de granulés, on produit un biocarburant sous forme de granulés. Les granulés combustibles sont fabriqués à partir du traitement des déchets de l’industrie du bois, de la paille, du foin, des coques de tournesol, des tiges sèches de tournesol et de maïs. Les granulés combustibles constituent un excellent carburant alternatif.

La demande de granulés augmente chaque jour. Le prix d’une tonne de granulés combustibles est d’environ 200 euros. Pour produire des granulés, il est nécessaire d’acheter des matières premières pour l’usine. Les matières premières pour la production de granulés peuvent être de la sciure, de petits copeaux de bois, de la paille, des coques de tournesol, etc.

Pour produire 1 tonne de granulés combustibles, il faut 7,4 mètres cubes de sciure. La sciure coûte 5 euros par mètre cube. Ainsi, le bénéfice brut est :

200 € — (5 € * 7,4) = 163 € (valeur approximative)

Et cela ne représente que le bénéfice d’une tonne de carburant alternatif.

Après déduction de tous les coûts (électricité, salaires, emballage, transport), la rentabilité reste supérieure à 100%. La rentabilité d’une usine transformant la sciure, etc., en granulés combustibles est l’une des plus élevées dans le secteur du traitement des déchets.

Le marché des granulés englobe de plus en plus de groupes de consommateurs. Les granulés combustibles solides sont activement utilisés pour le chauffage des locaux et dans les centrales électriques pour la production d’électricité. De plus, l’utilisation active des granulés via des générateurs de gaz dans les camions comme alternative au carburant liquide a commencé. La production de granulés est une excellente idée d’entreprise qui peut être réalisée avec un investissement minimal.

L’usine doit produire des granulés de haute qualité

Pour lancer la production industrielle de granulés, il est nécessaire d’étudier attentivement la technologie de production. Les granulés sont une invention du milieu du siècle dernier. Afin de réduire les coûts liés à l’évacuation des déchets de sa propre scierie, Rudolf Gunnerman a décidé de presser la sciure directement dans l’usine. De cette manière, il a réduit la quantité de déchets. Il s’est avéré que la sciure et les copeaux pressés brûlent beaucoup plus efficacement que le bois ordinaire – la chaleur dégagée par les granulés est 2,5 fois supérieure. Le pouvoir calorifique du combustible bois dépend de la teneur en carbone. Plus il y a de carbone, plus la chaleur dégagée est importante. Les particules de cellulose du bois brut ordinaire, en plus du carbone qui brûle bien, contiennent également beaucoup d’hydrogène et d’oxygène ; cependant, lors du pressage, les particules de cellulose se détruisent, libérant l’hydrogène et l’oxygène sous forme de gaz.

Un autre avantage important des granulés est leur combustibilité. En brûlant, le bois perd 85% de sa masse sous forme de gaz volatils, les 15% restants étant des cendres. En revanche, lors de la combustion des granulés, les cendres représentent 0,75–1,5% – selon la matière première utilisée. De plus, les granulés combustibles contiennent 2 fois moins d’humidité que le bois. Lors du passage à travers la matrice sous pression et en raison du frottement mécanique, les matières premières (et donc les granulés) chauffent jusqu’à 110 degrés Celsius, ce qui réduit l’humidité de moitié.

Technologie de production de granulés pour une petite usine

L’activité de production de granulés est une usine de traitement des déchets. S’occuper du recyclage des déchets est actuel, humain et bien sûr rentable. Surtout si l’on tient compte du fait que les déchets sont transformés en carburant écologique. Dans une telle usine, il est possible de produire des granulés combustibles à partir de différents types de matières premières, notamment la sciure, les copeaux, l’écorce, la paille, les coques de tournesol, les tiges sèches de maïs, etc. Les paramètres techniques des granulés combustibles dépendent de la matière première utilisée.

Le prix des granulés dépend du pourcentage de cendres – plus il est élevé, moins le granulé de bois est cher.

La technologie de production est simple. Tout d’abord, il faut broyer les matières premières jusqu’à la taille d’une sciure fine et les humidifier à 12%–18% (selon la matière première). Ensuite, la matière première est introduite dans une presse à granulés à rouleaux, à matrice plate et multiconique ou autre, où, comme dans un hachoir à viande, elle est poussée à travers une matrice spéciale en forme de grille. On obtient des granulés cylindriques prêts à l’emploi. La longueur des granulés peut être modifiée à l’aide d’un couteau de coupe qui se déplace plus ou moins près de la matrice.

Le granulé est pressé grâce à une substance spéciale présente dans le bois – la « lignine », qui se libère lors du pressage et, sous l’effet de la chaleur, se transforme en colle naturelle. De plus, la résine du bois brûle longtemps et de manière uniforme.

L’usine doit installer un équipement de pressage

Les coûts des équipements pour une usine de production de granulés combustibles sont relativement faibles. Ces presses à granulés sont disponibles aussi bien pour une petite entreprise que pour une entreprise domestique. Elles sont de type à rouleaux ou à vis. Examinons les presses à rouleaux à matrice plate. Le coût de ces granulateurs dépend de leur capacité. Par exemple, GMK-260 (capacité en granulés – jusqu’à 120 kg/h) peut être acheté au prix de 8 272 PLN, et la puissance du moteur électrique de ce granulateur est de 11 kW 380 V. Il existe également des versions avec une capacité supérieure – plus de 300 kg/h, mais le prix est un peu plus élevé – 23 843 PLN (PRIME-300). La puissance du moteur du PRIME-300 est de 22 kW 380 V. De plus, sur ces granulateurs, il est possible de presser non seulement des granulés combustibles, mais aussi des aliments pour animaux. La productivité du granulateur lors de la granulation des aliments augmente au moins deux fois par rapport aux granulés.

Pour la production de granulés combustibles, l’usine a besoin d’un broyeur. Pour le broyage de la paille et du foin, nous pouvons proposer Broyeur RD-500.

Il est également important de comprendre qu’en cas de fonctionnement continu de la presse à granulés pendant 3–5 mois, il sera nécessaire de remplacer les pièces et composants soumis à haute pression. Il ne faut donc pas oublier de prendre en compte les coûts fixes liés à la matrice et aux rouleaux – ce sont les principales pièces de travail des granulateurs. Si la production de granulés se fait uniquement à partir de matières premières souples (paille, foin), la durée de vie de la matrice et des rouleaux augmente de plus du double. De plus, un fonctionnement constant aux mêmes charges permet d’économiser de l’électricité et contribue également à augmenter la productivité.

LES SYSTÈMES DE CHAUFFAGE ALTERNATIFS NE PEUVENT DE PLUS EN PLUS SE PASSER DES GRANULÉS

Dans toute production, la question principale est toujours la vente. L’utilisation la plus populaire des produits des usines de granulés est le chauffage des locaux à l’aide de granulés et de chaudières spéciales. Mais il existe également d’autres marchés – les granulés sont utilisés comme litière pour les animaux domestiques.

Chez nous, les chaudières à granulés à haut rendement allant jusqu’à 85% deviennent de plus en plus populaires. Elles sont largement utilisées depuis longtemps. Ce type de chaudières à combustible solide peut fonctionner sans intervention humaine pendant jusqu’à 7 jours. Un tel fonctionnement est possible grâce à la fluidité des granulés combustibles, qui permet d’alimenter la chaudière via un contrôleur programmable qui gère une vis sans fin. Le processus d’alimentation est automatisé. Le niveau d’automatisation est tel que la portion suivante de bois granulé est automatiquement fournie depuis le réservoir. Ainsi, la température réglée est maintenue. Les granulés combustibles sont allumés par un chauffage électrique spécial et un ventilateur. Ces chaudières sont également équipées d’un brûleur spécial pour granulés, qui permet d’utiliser au maximum le combustible solide.

Les chaudières à granulés sont faciles à entretenir. Elles doivent être nettoyées des cendres une fois par mois. Ces chaudières sont destinées à un usage domestique de 15–500 kW et à un usage industriel jusqu’à 2 mW. La durée de vie des chaudières dépasse 20 ans. Une chaudière à granulés de l’entreprise autrichienne OkoFen est présentée sur la photo.

Les chaudières à granulés constituent une alternative sérieuse aux chaudières à gaz, tandis que le bois granulé n’est pas seulement un combustible efficace pour les chaudières à combustible solide, mais aussi la meilleure alternative au bois pour les poêles traditionnels.

Ci-dessous sont présentés des exemples d’autres utilisations des granulés.

Les automobiles peuvent être alimentées en granulés

Avec le temps, la vente de granulés produits à petite échelle augmentera considérablement. Déjà au milieu du XXe siècle, les camions fonctionnaient au bois combustible. Le moteur à combustion interne était pratiquement le même qu’aujourd’hui. Les véhicules fonctionnaient au gaz obtenu d’un générateur de gaz par pyrolyse du bois.

Un générateur de gaz est un dispositif permettant d’obtenir des gaz combustibles à partir de combustibles solides. Ce processus est appelé pyrolyse – la décomposition de molécules lourdes en molécules plus légères sous l’effet d’une température élevée et en absence d’oxygène.

Aujourd’hui, nous revenons à ce type de carburant pour les automobiles. Par exemple, un véhicule « Gazelle » équipé d’un générateur de gaz consomme 1 kg de bois pour 1 km. Cela signifie que pour 100 km, il faudrait transporter 100 kg de bois. Ainsi, le générateur de gaz et le carburant occuperaient un espace considérable dans le véhicule. De plus, il faut faire le plein tous les 50 km et accélérer progressivement afin de permettre au générateur de passer en mode de puissance supérieure. Tous ces inconvénients sont éliminés grâce aux granulés. La fluidité des granulés permet un ravitaillement automatique du générateur de gaz. Les dimensions et le poids du générateur de gaz à granulés sont plus faibles. Un système électronique à microprocesseur surveille l’accélération du véhicule et, en cas de changement brusque de charge, connecte automatiquement le carburant traditionnel. De plus, les granulés ont une densité et un pouvoir calorifique plus élevés, libèrent le gaz plus intensément, ce qui réduit le nombre de pauses pour passer à une autre puissance du générateur. Le granulé combustible dense et calorifique nécessite moins d’espace dans la carrosserie. En outre, les granulés réduisent par trois la consommation de combustible solide jusqu’à 0,3 kg par 1 km. Même si l’essence est brièvement utilisée lors d’une accélération brusque, la consommation reste plus de deux fois inférieure à celle du carburant traditionnel. Si l’on conduit en mode économique, on peut totalement renoncer à l’essence. Dans ce cas, le coût de 1 km est de 0,04 $, 1 kg de granulés = 0,11 $/3 (consommation par 1 km = 0,3 kg) = 0,04 $/km.

Un autre avantage important des granulés combustibles est que lors de la formation de gaz à partir de granulés de bois par pyrolyse, aucune substance toxique n’est libérée. Il s’agit d’un carburant écologique.

Les granulés sont utilisés comme combustible pour les centrales électriques

La consommation de granulés augmente chaque jour, trouvant de nouvelles applications. L’Union européenne prévoit de réduire les émissions de substances nocives dans l’atmosphère de 20%  d’ici 2020. À cette fin, il est prévu d’augmenter l’utilisation des biocarburants dans les centrales électriques. Et ces « centrales vertes » sont même moins coûteuses que les centrales solaires ou éoliennes.

La majorité des grandes centrales électriques européennes passent au combustible bois granulé. Des centrales électriques mobiles alimentées au granulé apparaissent. De plus en plus de chaudières à granulés de bois sont installées. Et si l’on tient compte du fait que le pétrole et le gaz augmentent constamment de prix, l’utilisation de générateurs de gaz pour les camions et les machines agricoles deviendra de plus en plus fréquente. Aujourd’hui, ce n’est que le début du développement de l’utilisation de ce nouveau carburant. Son besoin augmentera chaque jour.

Il convient de noter que les petites et entreprises familiales devraient dès maintenant commencer la production de carburant de nouvelle génération et être prêtes à la croissance continue de la demande de granulés. Un tel business est particulièrement intéressant car il ne nécessite pas de grands investissements.