Брикет

Брике́т (фр. briquette — цеглинка, від brique — цегла, з середньонідерланд. bricke, brike — цегла) — виріб правильної геометричної форми, отриманий шляхом пресування або екструзії дрібнодисперсних матеріалів із застосуванням зв’язувальних речовин або під дією високих тиску і температури.

Характеристика

Головна мета виготовлення брикетів (брикетування) — ущільнення сипкої або дрібнозернистої маси (порошків, стружки, пилу, подрібненої маси тощо) для зручності транспортування, зберігання, дозування, спалювання або подальшої технологічної переробки.

Вихідна сировина: деревина, торф, вугілля кам’яне, вугілля буре, металевий порошок, кормові й харчові суміші, побутові та промислові відходи (див. Відходи виробництва). Зазвичай брикетам надають форм прямокутників, шестикутників, циліндрів, овалів.

Історична довідка

Виготовлення брикетів як способу ущільнення матеріалів відоме від початку 19 ст. Перші промислові установки для вугільних брикетів з’явилися у Франції у 1810-х. У 1897 винахідник і промисловець Е. Звоєр (1870–1946; США) отримав патент на вугільні брикети і розпочав їх промислове виробництво на власній фабриці «Звоєр Фюел Кампені» (англ. «Zwoyer Fuel Company»). У 1920-х Г. Форд, Т. А. Едісон та Е. Кінгсфорд (1862–1963; США) заснували фірму з випуску брикетів вугілля деревного. Основою сировини слугували відходи деревини від виробництва автомобілів «Форд» (рам, панелей, ящиків).

У 1990-х розроблено технологію брикетування відходів, запакованих у плівку, що стало новим етапом в утилізації сміття.

В Україні першу брикетну фабрику споруджено 1870 в м. Одесі. Випускали антрацитові брикети для торгових суден. Вуглебрикетні установки з’явилися на підприємствах Донецького басейну в 1908–1912. У 1926 запущено брикетну фабрику в м. Лисичанську (тепер Луганська область). Від 1930-х розвивалося торфобрикетне виробництво, особливо в західних і північних областях України (Костопільський, Березнівський, Острозький, Ірпінський торфозаводи). У Донецькому вугільному басейні та Львівсько-Волинському вугільному басейні діяли вуглебрикетні фабрики, що постачали паливо для комунальних потреб і промисловості. У 1990-х виникла нова галузь — біобрикетування, заснована на використанні біомаси (тирси, соломи, лушпиння соняшнику, відходів лісового господарства). Від 2000-х в Україні діють приватні підприємства, які виготовляють біопаливні брикети та пелети (див. Альтернативне паливо; Пелетування).

Технологія виготовлення

Підготовка сировини

Сировину готують подрібненням до фракції 2–10 мм (для деревини) або 0,5–3 мм (для вугілля, торфу) з подальшим сушінням до оптимальної вологості продукту (8–12 %). За необхідності додають зв’язувальні компоненти (крохмаль, лігнін, бітум, смоли, глину тощо).

Пресування

Це основний етап технології, де створюється висока густина та форма брикета. Ущільнюють вихідну масу механічним або гвинтовим пресуванням. Вугільні та торфові брикети отримують також вальцюванням (масу стискають між двома валками з гніздами певної форми). Температурний режим для біомаси: 200–300 °C (активується лігнін, який склеює частинки), для вугілля і торфу — 80–150 °C (забезпечує пластичність і зчеплення компонентів).

Охолодження. Сортування

Готові брикети охолоджують у тунельних або барабанних охолоджувачах, щоб стабілізувати структуру та зменшити вологість. Для вугільних брикетів можливе покриття антипиловими або гідрофобними сумішами. Брикети сортують і пакують у мішки чи на піддони.

Різновиди

М е т а л у р г і й н і б р и к е т и виготовляють із металевих порошків або відходів металургійного виробництва. Їх застосовують для повторного введення металу у плавильні процеси.

П а л и в н і б р и к е т и роблять із відходів деревини, торфу, вугілля чи біомаси. Використовують як замінник традиційного палива у твердопаливних котлах (мають низький уміст вологи, високу теплотворну здатність — 16–20 МДж/кг).

Б у д і в е л ь н і б р и к е т и формують із глини, цементу, золи, шлаку, біополімерів тощо. Призначені для використання у будівництві як конструкційний, теплоізоляційний або допоміжний матеріал.

Х а р ч о в і т а к о р м о в і б р и к е т и — спресовані продукти, призначені для тривалого зберігання й дозованого використання. Харчові брикети призначені для безпосереднього споживання людиною або використання в системах спеціального харчування (експедиційного, військового, космічного, рятувального тощо), кормові — для годівлі сільськогосподарських тварин або диких звірів.

П о б у т о в і т а у т и л і з а ц і й н і б р и к е т и виготовляють зі сміттєвої або біологічної маси у процесі переробки відходів.

Значення

Виробництво брикетів — важливий напрям у сфері альтернативної енергетики, металургії, харчової промисловості, сільського господарства й екологічного перероблення відходів. Брикетування сприяє раціональному використанню ресурсів, зниженню екологічного навантаження (зменшення обсягів відходів, пилу, втрат сировини), зменшенню витрат на транспортування та зберігання.

Джерела

ДСТУ 7125:2009. Паливо тверде біологічне. Терміни та визначення понять.
ДСТУ 8358:2015. Брикети та гранули паливні з деревинної сировини. Технічні умови. Київ : УкрНДНЦ, 2017. 10 с.

Література

Єременко О. І., Паянок О. В. Перспективи розвитку засобів для виготовлення паливних брикетів. Збірник наукових праць Вінницького національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. 2012. № 11, т. 1 (65). С. 327–331.
Альтернативні джерела енергії у підвищенні енергоефективності та енергонезалежності сільських територій / за ред. І. О. Яснолоб, Т. О. Чайки, О. О. Горба. Полтава : Астрая, 2019. 276 с. URL : http://dspace.puet.edu.ua/bitstream/123456789/7404/1/Моно%20АДЕ%20СТ.pdf
Левченко С. В., Куц В. О. Дослідження фізико-механічних властивостей брикетів із залізорудних концентратів // Вісник Криворізького національного університету. 2019. Вип. 50. С. 82–89.
Скидан О. В., Голуб Г. А., Кухарець С. М. та ін. Відновлювана енергетика в аграрному виробництві. Київ : Поліський університет ; Національний університет біоресурсів і природокористування України, 2022. 422 с.