Обладнання для подрібнення деревної маси

Відповідно до Директиви 2009/28/ЄС Європейського парламенту та Ради Європи від 23 квітня 2009 р. щодо сприяння використанню відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) та внесення змін (анулювання деяких вимог Директив 2001/77/ЄС та 2003/30/ЄС), 2020 року частка ВДЕ в енергетичному балансі країни має становити 20%, у т.ч. для потреб транспорту — до 10%. В Україні відходами деревини, на жаль, поки що нехтують — в основному їх спалюють даремно, «у повітря». Так, під час санітарних зачищань лісу після вирубування і відвантаження ділової частини деревини гілля й крони дерев збирають у великі купи й спалюють. Без жодної користі для людини й довкілля. Натомість цей деревний «непотріб» є цінною сировиною для використання як джерела постійно поновлюваної енергії.

Сьогодні біомаса посідає четверте місце серед видів палива в світі й забезпечує 2 млрд т умовного палива (у.п.) на рік, що становить 14% загального споживання первинних енергоносіїв у світовому масштабі. В Україні економічний потенціал біомаси становить 26,16 млн т у.п., у тому числі 1,48 млн т деревинної маси і 12,39 млн т у.п. енергетичних культур (тополі, верби, акації, вільхи). Тобто всього (1,48+12,39) 15,35 млн т у.п., що становить 57,7% усієї біомаси в Україні.

Сьогодні тверде біопаливо відіграє істотну роль в енергозабезпеченні промислово розвинених країн. Його частка станом на 2013 рік становила: в США — близько 4%, Данії – 6, Канаді – 7, Австрії – 14, Швеції – 16% загального споживання первинних енергоресурсів.

Слід відмітити, що перевагою енергії з біомаси, порівняно з вітровою і сонячною, є те, що наявні вітрові й сонячні установки дають змогу отримувати напряму тільки електроенергію, а використання біомаси — окрім електричної, ще й теплову.

Способи та методи заготівлі деревної тріски

Деревну тріску (щепу) заготовляють:

— безпосередньо на ділянці або лісопильному деревообробному підприємстві з використанням таких технологічних операцій: подрібнення деревних відходів, транспортування, сушіння та складування тріски;

— на майданчику підприємства — заготівельника деревної тріски, на якому виконують процеси навантаження, транспортування деревних відходів та подрібнення, сушіння й складування тріски.

Після заготівлі деревну тріску складають у великі бурти заввишки до 10-15 м у приміщеннях, захищених від потрапляння опадів та з доброю вентиляцією. Слід зазначити, що перший спосіб заготівлі деревної щепи є кращим з точки зору логістики, адже подрібнення відходів деревини дає змогу втричі-вчетверо зменшити їхній об’єм.

У Європі функціонують спеціальні підприємства, які заготовляють тріску й поставляють її користувачам. Як правило, вони заготовляють сировину (деревні відходи ) на території довкіл свого підприємства — в радіусі 30 км.

Слід зазначити, що на теренах України також є підприємство, що в своїй діяльності має аналогічний напрям роботи. Так, ТОВ «Завод Кобзаренка» надає послуги з подрібнення деревної маси на території господарства-замовника та з розчищення лісосмуг, садів тощо.

Обладнання для подрібнення деревини

Нині в світі багато фірм виробляють обладнання для збирання й подрібнення відходів деревини. Назване обладнання можна класифікувати таким чином:

— за способом виконання технологічного процесу — мобільне й стаціонарне;

— за способом агрегатування — навісне на трактор, напівпричіпне до трактора, причіпне до трактора, пересувне з приводом від електродвигуна або власного двигуна внутрішнього згорання (бензинового або дизельного), самохідне – в трьох варіантах: на шасі автомобіля, на гусеничному та на колісному ходу, стаціонарне з приводом від електродвигуна або власного двигуна внутрішнього згорання;

— за типом робочого органа для подрібнення деревної маси — барабанні, дискові молоткові, диско-молоткові та шнекові подрібнювачі;

— за типом завантажувального пристрою — лоткове та бункерне;

— за способом завантаження деревної маси: цю функцію виконують уручну, з допомогою власного маніпулятора чи окремого завантажувача.

Агрегати для подрібнення відходів деревини невеликої потужності

Такі агрегати виробляють близько 50 фірм в Україні та за кордоном. Розглянемо деякі з них.

ТОВ «Олнова» (Львівська обл.) виготовляє дев’ять моделей подрібнювачів деревини з приводом від трактора та від електродвигуна. Для подрібнення деревини використовують дисковий робочий орган (подрібнювальний диск діаметром 800 і 1020 мм), що обладнаний двома регульованими подрібнювальними ножами та одним контр-ножем. На моделі DP 660р застосований роторний подрібнювач із діаметром ротора 430 мм і числом обертів 1850 об./хв., а на моделях HG 660Д і HG 600Е — ротор із діаметром 1000 мм.

Типовим представником таких машин є подрібнювач DP 660 E з електричним приводом робочих органів. Він призначений для стаціонарного подрібнення відходів деревопереробної промисловості та відходів деревини під час заготівлі лісу. Щепоріз оснащений електродвигуном потужністю 30 кВт. Максимальна товщина подрібнюваної деревини становить 160 мм, ширина – 240 мм.

ТОВ «Профі-Стан» (м. Кропивницький, Україна) пропонує для подрібнення деревини дробарку гілок ДГ-120. Сьогодні компанія випускає три моделі з різним приводом: ДВ-120 Т — від ВВП трактора, ДВ-120Е — від електродвигуна потужністю 10 кВт та ДВ-120К — від ВВП трактора й електродвигуна.

Фірма «Арієс Ук­раїна» (с. Ожидів Львівської обл.) про­по­нує декілька різно­ма­ніт­них мо­де­лей — навісних на трак­­­тор або привідних від елек­­т­ро­дви­гу­на — дис­ко­вих подрібню­вачів де­ре­ви­ни.
Фірма «Арієс» по­став­ляє на ри­нок Ук­раїни навісний на трак­тор подрібню­вач де­ре­ви­ни RM 800.5 фірми Hemmel Ukraine. Він скла­дається з ра­ми, за­ван­та­жу­валь­но­го лот­ка, подрібню­валь­но­го дис­ко­во­го апа­ра­та та ви­ван­та­жу­валь­ної тру­би та об­лад­на­ний причіпною сер­гою, що дає змо­гу чіп­­ля­ти причіп. До­дат­ко­во є мож­ливість за­мо­ви­ти еле­к­т­ро­привід із по­тужністю еле­к­т­ро­дви­гу­на 30 кВт. Діаметр по­­дріб­ню­валь­но­го дис­ка ста­но­вить 795 мм; мак­си­маль­ний діаметр стов­бу­ра де­ре­ви­ни — до 160 мм; по­тужність — до 15 м3/год. Розміри подрібне­ної фракції: до­в­жи­­­на — 25–50 мм, ши­ри­на — 25–50, тов­щи­на 5–10 мм.

Фірма MWM-Kiev (Київ) про­по­нує дис­кові подрібню­вальні стаціонарні ма­ши­ни серії SH у трьох мо­де­лях із при­во­дом від еле­к­т­ро­дви­гу­на по­тужністю від 20 до 180 кВт і про­дук­тивністю від 5 до 70 м3/год. Во­ни за­без­пе­чу­ють по­­дріб­нен­ня стов­бурів де­рев ді­­аме­т­ром від 160 до 380 мм і ви­­роб­ля­ють ще­пу за­вдовжки від 10 до 30 мм. Та­кож фірма про­по­нує стаціонарні подрібню­вачі де­ре­ви­ни серії ТНК ро­тор­но­го ти­пу, які об­лад­нані еле­к­т­ро­дви­гу­на­ми по­тужністю від 37 до 75 кВт. В ар­се­налі MWM-Kiev є й навісні на трак­тор мобільні аг­ре­га­ти серії СН. Во­ни об­лад­нані дис­ко­вим подрібню­валь­ним апа­­­ра­том (діаметр дис­ка — від 670 до 1 460 мм), ма­ють про­дук­тив­ність від 5 до 70 м3/год. У дію їх при­во­дить трак­тор із по­­тужністю дви­гу­на від 10 до 155 кВт, во­ни здат­ні подрібню­ва­ти стов­бу­ри де­рев діаме­т­ром від 160 до 380 мм і ви­роб­ля­ти ще­пу за­вдовжки від 13 до 30 мм.

Мобільний подрібню­вач Skorpion 160 SD з ав­то­ном­ним дви­гу­ном про­по­нує польсь­ка фірма Teknamotor. Подріб­ню­вач мон­ту­ють на од­новісно­му шасі, яке транс­пор­тується лег­ко­вим ав­то­мобі­лем або інши­ми транс­порт­ни­ми за­со­ба­ми, що об­лад­нані причіпним при­ст­роєм. Подрібню­вач має ав­то­ном­ний дви­гун по­тужністю 20 к. с. з еле­к­трон­ною си­с­те­мою за­пу­с­ку.

Із за­рубіжних ви­роб­ників на міжна­род­них ви­с­тав­ках най­по­тужніше ек­с­по­нує свою про­дукцію — причіпні, з при­во­дом від ВВП трак­то­ра або від влас­­­но­го дви­гу­на, подрібню­вачі де­ре­ви­ни — фірма Pezzolato S.p.A (Італія). Во­на ви­роб­ляє дві мо­делі та­ких под­ріб­ню­вачів — PTH 300 і PTH 400, для при­во­ду в дію яких ви­ко­ри­с­то­ву­ють трак­то­ри по­тужністю відповідно 60 і 90 к. с. або еле­к­т­ро­дви­гу­ни з відповідною по­туж­ністю — 35 і 45 кВт, мак­си­маль­ний діаметр стов­бу­ра для под­рібнен­ня ста­но­вить відповідно 300 і 400 мм. Фірма Pezzolato S.p.A (Італія) про­ду­кує навісні на трак­тор PZ100 і PZ190, причіпні до трак­то­ра із вла­сним ди­зель­ним дви­гу­ном та стаціонарні бун­керні подрібню­вачі де­ре­ви­ни. 

Фірма JENZ (Німеч­чи­на) ви­роб­ляє мобільні подрібню­вачі де­ре­ви­ни мо­делі HEM, які мо­жуть бу­ти об­лад­нані як вла­сним дви­гу­ном, так і при­во­ди­тись у дію від ВВП трак­то­ра.

Ма­ши­на НЕМ 561D із при­во­дом від влас­но­го дви­гу­на при­зна­че­на для под­рібнен­ня де­ре­ви­ни з діаме­т­ром стов­бу­ра до 560 мм, а та­кож ко­ре­не­вищ де­рев. По­­д­­­рібне­ну де­ре­ви­ну мож­­­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти для спа­лю­ван­ня або ж для ви­­роб­ництва ДСП чи па­пе­ру. Про­дук­тивність НЕМ 561D із подрібнен­ня де­­ре­ви­ни ста­но­вить близько 120 м3/год. Діаметр по­­дрібню­валь­но­го ро­то­ра — 820 мм; привід — від дви­гу­на фірми Mercedes Benz по­тужністю 260/280 (кВт/к. с.).

Фірма JENZ про­по­нує та­кож под­ріб­ню­­­вачі НЕМ 1000 з при­во­дом від дви­гу­на по­тужністю 450/612 кВт/к. с. та діаме­т­ром ро­то­ра 1450 мм. Во­ни пе­ре­роб­ля­ють де­ре­ви­ну з діаме­т­ром стов­бу­ра до 1000 мм із про­дук­тивністю 360 м3/год. 

Фірма Laski (Чехія) для за­до­во­лен­ня ана­логічних по­треб про­по­нує пе­ре­сув­­ний ба­ра­бан­ний подрібню­вач де­ре­ви­ни Stepkovac LS 100/25. Він подрібнює де­ре­ви­ну діаме­т­ром до 100 мм; має діаметр подрібню­валь­но­го апа­ра­та 446 мм; у дію йо­го при­во­дить дви­гун по­­тужністю 18,6/25 кВт/к. с.
Фірма Eschlbock Biber (Австрія) ви­­­роб­ляє ши­ро­кий ти­по­розмірний ряд под­рібню­вачів де­ре­ви­ни, який містить 25 різно­манітних мо­де­лей Biber. На­звані мо­­делі ви­роб­ля­ють навісни­ми і при­чіп­ни­­ми до трак­то­ра, пе­ре­сув­ни­ми, із при­во­дом від влас­но­го дви­гу­на, а та­кож змон­то­ва­ни­ми на шасі ав­то­мобіля. На подрібню­ва­чах Biber ви­ко­ри­с­то­ву­ють дис­кові й ба­ра­банні подрібню­вачі, діа­метр подрібню­ва­но­го стов­бу­ра — від 15 до 100 см; по­туж­ність при­во­ду — від 12 до 353 кВт; розмір ще­пи — 0,5–2,5 см.

Сьо­годні фірма Eschlbock про­ду­кує най­по­тужніший подрібню­вач де­ре­ви­ни, який за­без­пе­чує под­рібнен­ня стов­бурів де­­рев діаме­т­ром до 75 см, по­тужність при­во­ду — до 480 к.с.

Комплекси для подрібнення деревини

Комплекси від фірми «Арієс Україна». Подрібнювальний комплекс 847/1 складається із первинного дискового подрібнювача RM 800.4/330, бункера-дозатора BD-125, відвантажувально-завантажувального шнека та вторинного подрібнювача RM 800.7/45. Подрібнювальний комплекс RK 847/2 має первинний дисковий подрібнювач RM 800.4/355 та вторинний подрібнювач RM 800.7/55, завантажувальний стрічковий конвеєр і вивантажувальний шнековий транспортер.

Продуктивність комплексу становить близько 3 т/год подрібненої деревини (розмір часток — 10 мм). Для приводу комплексу для подрібнення деревини фірма «Арієс Україна» рекомендує встановлювати декілька електродвигунів потужністю від 71,4 до 114,4 кВт.

Принцип роботи комплексу РК 847 такий: відходи деревини діаметром до 220 мм спочатку подають у приймальний бункер первинної рубальної машини RM 800.4/330, після подрібнення в ньому щепа спрямовується в бункер-дозатор, із якого шнековим подавальним механізмом завантажується технологічними дозами у вторинну рубальну машину RM 800.7/45, де подрібнюється до остаточної мінімальної фракції. Розмір щепи регулюється за допомогою сит, які встановлені на молотковому подрібнювачі RM 800.7. Останній, своєю чергою, складається із 20 шарнірно підвішених на чотирьох осях молотків та змінних сит.

Агрегати на автомобільному шасі для збирання, подрібнення і вивантаження деревної маси

Їх виробляють у Європі понад п’ять фірм, у тому числі Seko, Pezzolato (Італія), Jenz, Dоppstadt (Німеччина), Ком-Tech (Австрія), Menart (Бельгія) та інші.

Так, фірма Seko (Італія) виробляє потужні бункерні агрегати SAM-4 і SAM-5, які змонтовані на базі автомобіля. Вони мають два горизонтально розташовані подрібнювальні шнеки, витки яких оснащені гострими подрібнювальними ножами.

Компанія Jenz продукує п’ять моделей агрегатів, зібраних на базі автомобіля, для збирання, подрібнення та вивантаження в бурт або в транспортний засіб подрібненої деревини. Агрегати названої фірми обладнані власними завантажувачами та барабанними подрібнювачами деревини діаметром гілок та стовбура від 620 до 1120 мм.

Фірма Jenz GmbH (Німеччина) виробляє подрібнювач НЕМ 820 DQ, змонтований на автомобілі. НЕМ 820 DQ обладнаний подрібнювальним барабаном, конструкція якого дає змогу встановлювати потрібну довжину щепи. На рамі агрегату змонтовано маніпулятор, який захоплює деревину, підводить її до приймальної горловини та утримує під час подрібнення.

А виробник з Італії, фірма Garavaggi, виготовляє шість моделей мобільних подрібнювачів деревини на одновісному або двовісному ходу. Ще одна італійська компанія, Pezzolato, пропонує дві моделі змонтованих на шасі автомобіля подрібнювачів деревини РТН 900/1000М і РТН 1000/1000. Фірма Komtech (Австрія) — три моделі подрібнювальних агрегатів, змонтованих на шасі автомобіля MAN-4 Achs-LKW. А німецький виробник Dopstadt продукує дві моделі подрібнювачів деревини — DH811 і DL, змонтованих на шасі автомобіля KLW-Hahrgestell, обладнаному двигуном Mersedes-Benz 6R1300. Максимальний діаметр стовбура деревини для подрібнення – 600 мм.

Фірма Eschlbock (Австрія) виробляє ефектні змонтовані на шасі автомобіля барабанні подрібнювачі деревини Biber 82 RBZ, які обладнані уловлювачем металевих часток.

Бункерні подрібнювачі деревини

Їх пропонують на ринку України фірми Seko (Італія), Menart (Бельгія), Williebald, Doppstadt (Німеччина), Caravaggi (Італія), «Арієс-Україна» та інші 

Бункерні подрібнювачі деревини складаються із приймального бункера, в якому розміщені подрібнювальні шнеки, обладнані ножами, або транспортер, що транспортує деревину до барабанного або вальцьового подрібнювача. Як правило, бункерним подрібнювачам деревини властива висока продуктивність, тож їх доцільно використовувати в спеціалізованих підприємствах зі збирання й подрібнення деревинних відходів.

Бункерні подрібнювачі деревини ефективно використовують у складі комплексів, що виробляють органічні добрива з подрібненої тонкостовбурової деревини.

Фірма Doppstadt (Німеччина) виробляє цілий типорозмірний ряд із семи моделей мобільних потужних подрібнювачів деревини серії DH. Вони складаються із дво- або тривісної ходової частини, рами, привідного дизельного двигуна потужністю від 250 до 450 кВт, приймального транспортера, подрібнювального апарата та вивантажувальної труби. Подрібнювальний апарат барабанного типу діаметром 1000 мм оснащений п’ятьма подрібнювальними ножами. Швидкість його обертання — від 525 до 610 об./хв, що забезпечує подрібнення стовбура твердої деревини діаметром від 480 до 700 мм, а м’якої — від 600 до 900 мм.

Спеціалізоване обладнання для виробництва органічних добрив із деревинних відходів продукують також фірми Seko (Італія), МЕР, Komptech (Австрія), MENART (Бельгія) та інші. Серед цього обладнання заслуговує на увагу комплект машин фірми Seko (Італія), який вирізняється конструкційною завершеністю й ефективністю. Цей комплекс машин складається із бункера – подрібнювача – накопичувача, агрегату для формування бурта подрібненої маси (продуктивність — 3000 м3/год) та сепаратора (продуктивність — 50;100 і 200 м3/год).

У бункерних подрібнювачах деревини фірми Seko для виконання роботи використовують два горизонтальні шнеки, які обладнані ножами й обертаються назустріч один одному. Фірма Doppstadt виготовляє вальцьові подрібнювачі діаметром 80 см, фірма Willibald — роторні подрібнювачі діаметром 100 см, а Jens — роторні подрібнювачі діаметром 104 см.

Самохідні агрегати для подрібнення деревини на гусеничному ходу

Цю техніку виробляють у Європі фірми Pezzolato (Італія), FLM (Франція), B.3 srl (Італія), вітчизняна «Арієс Україна» тощо.

Зокрема, вітчизняний агрегат Biomaster «Арієс Україна» складається з двосекційного бункера, в якому розміщений привідний двигун фірми Volvo потужністю 565(768) кВт (к. с.), два подрібнювальні ротори й сито. Зміною відстані між пластинами сита можна отримати фракцію подрібнення розміром 0 – 20 та 20-100 мм. Агрегат Biomaster обладнаний механізмом для видалення металевих домішок.

Підприємство Morbark виробляє самохідні (на гусеничному ходу) барабанні подрібнювачі деревини моделі 50/48. Вони обладнані приймальним конвеєром та завантажувальним маніпулятором.

Фірма B.3 srl (Італія) пропонує оригінальний самохідний подрібнювач 300/29 SU Cingolo, який переміщується на гусеницях і вирізняється хорошою компактністю.

Подрібнювачі фірми FLM (Франція) обладнані приймальним лотком, барабанним подрібнювачем та завантажуються вручну.

Фірма Doppstadt (Німеччина) продукує потужний подрібнювач деревини на гусеничному ходу Mammut. Потужність двигуна – 350 (476) кВт (к. с.); ширина гусениці – 500 мм; тип подрібнювального апарата – вальці діаметром 800 мм; число обертів – 30 об./хв; ширина ножа – 60 мм (загальна їхня кількість – 21 шт.).

Польові подрібнювачі деревини

Такий тип машин використовують для подрібнення спеціальних посадок швидкорослої так званої енергетичної деревної рослинності — верби, тополі та інших культур.

Як польові подрібнювачі швидкорослої верби на практиці використовують два типа агрегатів: відповідно переобладнані кормозбиральні комбайни та рулонні преси.

Такі агрегати в Європі виробляють фірми Claas, Krone, Jenz (Німеччина) та інші. За своєю суттю це потужні кормозбиральні комбайни, які обладнують спеціальними адаптерами, що зрізують швидкорослу деревну рослинність або чагарник.

Для подрібнення швидкорослої верби та чагарників фірма Claas (Німеччина) пропонує кормозбиральний комбайн Jaguar, обладнаний спеціальним адаптером НS2. Останній складається з двох горизонтальних дискових ножів великого діаметра та живильних вальців. Колова швидкість дискових ножів становить 80 м/с. Подрібнювальний барабан комбайна обладнаний універсальними ножами, що забезпечує довжину нарізки в 17 мм. 

Фірма Jenz (Німеч­чи­на) для зби­ран­ня і подрібнен­ня швид­ко­рос­лої вер­би й ча­гар­ників про­по­нує за­сто­со­ву­ва­ти напівнавісний (на трак­тор) по­льо­вий дис­ко­вий подрібню­вач де­ре­ви­ни Jenz GmHT 140. 
Мак­си­маль­ний діаметр гілля для подрібнен­ня — 15 см, ро­бо­ча швидкість — 1,5–4,3 км/год, про­дук­тив­ність — до 30 т/год.

Під час ро­бо­ти аг­ре­га­ту швид­ко­рос­­­лу вер­бу зрізу­ють два го­ри­зон­таль­ні дис­ки, потім во­на ав­то­ма­тич­но втя­гу­­­ється до подрібню­валь­но­го дис­ко­во­го подрібню­ва­ча, подрібнюється й ви­­кид­ним при­ст­роєм транс­пор­тується у транс­порт­ний засіб, що ру­хається по­ряд.

Слід за­ува­жи­ти, що для зби­ран­ня і подрібнен­ня де­ре­вин­них на­са­д­жень слід ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти тільки нові кор­моз­би­ральні ком­бай­ни. 

На­ко­пи­че­ний у Європі досвід свідчить про те, що для зби­ран­ня й по­­дрібнен­ня де­ре­ви­ни в по­льо­вих умо­вах не мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти старі ком­бай­ни, то­му що внаслідок пе­ре­хо­ду на подрібнен­ня від м’якої рос­лин­ної ма­си до твер­дої де­ре­ви­ни з діаме­т­ром до шліци ВВП ком­бай­на або трак­то­ра, в ре­зуль­таті чо­го не­од­мінно на­стає по­тре­ба їхньої заміни.  

За­слу­го­вує на ува­гу прес-підби­рач-подрібню­вач Biobaler фірми Anderson (Ка­на­да), який зрізує, подрібнює та фор­мує ру­ло­ни із швид­ко­рос­лої вер­би та ча­гар­ників, які ви­ко­ри­с­то­ву­ють як біопа­ли­во. Ва­га сфор­мо­ва­них ру­лонів ста­но­вить 500–600 кг. 

Ці прес-підби­рачі-подрібню­вачі мож­на ефек­тив­но ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти для окуль­ту­рю­ван­ня ви­ве­де­них із сівозміни зе­мель. 

В. Ясенецький, к.т.н., академік АІНУ, 
пров. наук. співроб., 
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

 

Інформація для цитування
Обладнання для подрібнення деревної маси/ В. Ясенецький// Пропозиція/ — 2017. — № 2. — С. 178-180

Інформація для цитування
Обладнання для подрібнення деревної маси/ В. Ясенецький// Пропозиція/ — 2017. — № 4. — С. 168-170