ТОПЛИВНЫЙ БРИКЕТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК C10L5/10 C10L5/12 C10L5/44 

Группа изобретений относится к области производства твердого топлива на основе веществ неминерального происхождения - продуктов переработки древесины, а именно к топливным брикетам, используемым в бытовых условиях для автономного, экологически чистого и экономичного обогрева помещений и приготовления пищи в мангалах, грилях и шашлычницах.

Известен топливный брикет [Патент РФ 2091446, МКИ C 10 L 5/14, опубл. 1997 г. ]. Топливный брикет содержит торф, бурый или каменный уголь, нитрат целлюлозы. В качестве сырья используют отходы производства нитратов целлюлозы, торфяные и угольные отходы. Ввиду того что при изготовлении брикетов в качестве растворителя используется ацетон, а в качестве горючего компонента используется торф, бурый или каменный уголь, такие топливные брикеты не приемлемы для приготовления на них пищи, а при обогреве ими жилых помещений ощущается неприятный запах.

В качестве прототипа выбран топливный брикет [Патент РФ 2043392, МКИ С 10 L 5/14, опубл. 1995 г.], предназначенный для обогрева теплиц и других помещений. Брикет содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 3-5%, нитрат калия 2-6%, измельченный древесный уголь остальное. Основным недостатком прототипа является выделение в процессе горения брикетов, веществ, преимущественно солей натрия и калия, воздействие которых на пищевые продукты в процессе их приготовления в мангалах, грилях и шашлычницах ухудшает органолептические свойства.

В основу изобретения поставлена задача - расширение ассортимента твердого топлива и создание экологически чистого брикетированного топлива с высокими энергетическими и прочностными характеристиками, применимого как для обогрева помещений, в том числе жилых, так и для приготовления пищи в мангалах, грилях и шашлычницах без ухудшения ее органолептических свойств.

По первому варианту поставленная задача решается тем, что в топливном брикете, включающем измельченный древесный уголь, связующее и воду, новым, согласно изобретению, является то, что в качестве связующего он содержит крахмал, или муку пшеничную, или декстрин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Измельченный древесный уголь - 50-93
Крахмал, или мука пшеничная, или декстрин - 3-45
Вода - Остальное до 100
По второму варианту поставленная задача решается тем, что в топливном брикете, включающем измельченный древесный уголь, связующее и воду, новым, согласно изобретению, является то, что дополнительно содержит древесные опилки, а в качестве связующего он содержит крахмал, или муку пшеничную, или декстрин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Измельченный древесный уголь - 35-91
Крахмал, или мука пшеничная, или декстрин - 3-45
Древесные опилки - 4-15
Вода - Остальное до 100
В качестве исходного сырья для изготовления брикетов используют пылевидную крошку - отходы производства (по фракционному составу) высококачественного древесного угля (ГОСТ 7637-84). Гранулометрический состав 3-6 мм. В качестве связующего используют крахмал картофельный (ГОСТ 4567-89), крахмал кукурузный или их смесь, или муку пшеничную, или декстрин. По второму варианту изобретения добавляют древесные (преимущественно березовые) опилки.

Исходные компоненты смешивают с водой, тщательно перемешивают в мешалке. Полученную однородную смесь выдерживают для набухания связующего, после чего производят прессование и сушку брикетов до количества влаги в брикете 3-5%.

Возможно изготовление брикетов при помощи экструдера. При этом приемлемы более крупные фракции древесного угля, который измельчается в шнек-прессе. Шнуры, выходящие из экструдера, разрезают на брикеты, а затем осуществляют сушку, доводя влажность до кондиции.

Пример 1. Согласно изобретению изготовлена партия топливных брикетов размером 12х30х280. Состав брикета, мас.%: уголь древесный 86,5, картофельный крахмал 10, вода 3,5.

Пример 2. Согласно изобретению изготовлена партия топливных брикетов размером 12х30х280. Состав брикета, мас.%: уголь древесный 76,5, картофельный крахмал 10, измельченные березовые опилки 10, вода 3,5.

Испытания, проведенные в НИИ торфяной промышленности (Протокол 38 от 05.03.2001 г. ), подтвердили высокие свойства топливных брикетов, изготовленных согласно изобретению. Брикеты легко воспламеняются и горят с едва различимым красным свечением без образования открытого пламени, копоти и запаха. Удельная теплота сгорания составляет 28-30 МДж. Плотность брикета 350-450 кг/м³.

Эксперименты показали, что крахмал может быть заменен на пшеничную муку или декстрин при сохранении заявленных свойств.

Указанные характеристики варьируются в зависимости от конкретных количественных соотношений ингредиентов. Увеличение количества связующего свыше заявленных пределов приводит к снижению энергетических показателей топлива, увеличение количества воды ухудшает процесс воспламенения и приводит к парообразованию, увеличение количества угольной крошки снижает прочностные характеристики брикетов. Присутствие в брикете опилок повышает пористость брикета, а следовательно, улучшает процесс воспламенения, но избыток опилок может привести к образованию открытого пламени, что повышает пожароопастность.

Прочность брикетов достаточная для их штабелирования и перевозки.

Продукты, приготовленные в мангалах, шашлычницах и грилях, топливом в которых являются заявляемые брикеты, улучшают свои органолептические свойства, приобретают дополнительный аромат и тонкую нежную и вкусную корочку. Высокая теплотворная способность топливных брикетов позволяет их использовать для обогрева теплиц и других неотапливаемых помещений, в том числе жилых, поскольку продукт экологически чист.

Дополнительным преимуществом полезной модели является то обстоятельство, что в процессе производства брикетов осуществляется утилизация отходов производства древесного угля.

Группа изобретений относится к производству твердого топлива на основе веществ неминерального происхождения - продуктов переработки древесины, а именно к топливным брикетам, используемым в бытовых условиях для автономного, экологически чистого и экономичного обогрева помещений и приготовления пищи в мангалах, грилях и шашлычницах. Топливный брикет включает, мас.%: измельченный древесный уголь 50-93, крахмал, или муку пшеничную, или декстрин 3-45, воду остальное до 100, или дополнительно содержит 4-15% древесных опилок при содержании 35-91% измельченного древесного угля, 3-45% крахмала, или муки пшеничной, или декстрина, остальное до 100 - воды. Изобретение расширяет ассортимент твердого топлива и способствует созданию экологически чистого брикетированного топлива с высокими энергетическими и прочностными характеристиками, применимого как для обогрева помещений, в том числе жилых, так и для приготовления пищи в мангалах, грилях и шашлычницах без ухудшения ее органолептических свойств. 2 с.п. ф-лы.

1. Топливный брикет, включающий измельченный древесный уголь, связующее и воду, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит крахмал, или муку пшеничную, или декстрин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Измельченный древесный уголь - 50 - 93
Крахмал, или мука пшеничная, или декстрин - 3 - 45
Вода - Остальное до 100
2. Топливный брикет, включающий измельченный древесный уголь, связующее и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит древесные опилки, а в качестве связующего он содержит крахмал, или муку пшеничную, или декстрин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Измельченный древесный уголь - 35 - 91
Крахмал, или мука пшеничная, или декстрин - 3 - 45
Древесные опилки - 4 - 15
Вода - Остальное до 100о