طرح توجیهی احداث کارخانه تولید زغال فشرده

زغال چوب یک سوخت مطلوب است، چراکه آتش داغ، با دوام و تقریباً بدون دودی تولید می کند. این ماده در ترکیب با مواد دیگر به شکل تکه های هم شکل، زغال فشرده نامیده می شود و برای پخت و پز بیرون از خانه به طور گسترده استفاده می شود.

زغال با سوزاندن یک ماده غنی از کربن مانند چوب در محیط با اکسیژن پایین تولید می شود. این فرآیند، رطوبت و گازهای فراری که در سوخت اصلی وجود دارد را بیرون می کشد. ماده سوخته حاصل نه تنها به مدت طولانی تر و یکنواخت تر از چوب می سوزد، بلکه بسیار سبک تر هم هست (یک پنجم تا یک سوم وزن اصلی).

شرایط اقتصادی طوری شده که بیشتر سرمایه گذاران به دنبال راه اندازی یک کسب و کار زودبازده و پرسود هستند. در این بین شاید جالب باشد تا بدانید که تولید زغال فشرده، یکی از بهترین ایده ها در لیست کسب و کارهای پرسود بوده است. کارآفرینان علاقه مند به این طرح صنعتی می توانند با مطالعه طرح توجیهی مرتبط با آن، آشنایی بیشتری با چشم اندازهای آتی کسب و کار به دست آورند و نهایتا تصمیمات بهتری در مورد نحوه تامین سرمایه اولیه اتخاذ نمایند. همچنین این طرح توجیهی می تواند برآورد خوبی از میزان سودآوری نهایی و بازگشت سرمایه، در اختیار سرمایه گذاران قرار دهد.

در ادامه، جدول مربوط به خلاصه طرح و شاخص های تحلیلی آن قرار داده شده است:

نگاهی به تاریخچه زغال فشرده

زغال از زمان های پیش از تاریخ تولید شده است. حدود 5300 سال قبل، یک مسافر درمانده در کوه های آلپ منطقه تیرول هلاک شد. به تازگی وقتی پیکر او از یک یخچال به دست آمد، دانشمندان دریافتند که یک جعبه کوچک حاوی قطعاتی از زغال چوب پیچیده شده در برگ های درخت افرا حمل می کرده است. این مرد هیچ ابزار آتش زنه مانند سنگ چخماق با خود نداشت، پس به نظر می رسد که او به جای آن زغال در حال سوختن حمل می کرده است.

تا 6000 سال قبل، زغال سوخت ترجیحی برای ذوب مس بود. پس از ابداع کوره بلند در جدود 1400 پس از میلاد، زغال به طور گسترده در سراسر اروپا برای ذوب آهن استفاده شد. تا قرن نوزدهم، کاهش منابع جنگلی منجر به اولویت برای coke (یک شکل از زغال بر پایه زغال سنگ) به عنوان سوخت جایگزین شد.

جنگل های فراوان در کشورهای شرق اروپا، زغال را به یک سوخت معمول و رایج به ویژه برای آهنگری تبدیل کرد. در اواخر قرن نوزدهم در غرب ایالات متحده از آن برای استخراج نقره از سنگ معدن، برای سوخت راه آهن، و برای گرمایش مسکونی و تجاری استفاده می شد.

گذار زغال از یک سوخت گرمایشی و صنعتی به یک ماده تفریحی برای پخت و پز در حدود سال 1920 اتفاق افتاد، وقتی هنری فورد، زغال فشرده را اختراع کرد. فورد نه تنها در استفاده سودآور از خاک اره و تکه های کوچک چوب تولید شده در کارخانه اتومبیل سازی خود موفق بود، بلکه کسب و کار جانبی او استفاده تفریحی از خودروها برای گردش های بیرون شهر را تشویق کرد. اجاق کباب و زغال فورد در نمایندگی های فروش خودرو به فروش می رسید که برخی از آنها نیمی از فضای خود را به کسب و کار لوازم پخت و پز اختصاص دادند.

به لحاظ تاریخی، زغال با ستون وار چیدن چوب در یک قالب مخروطی شکل و پوشش دادن آن با خاک، گل یا خاکستر تولید شد که سوراخ های هوا در کف شمع و یک بخش دودکش در بالا داشت. چوب آتش زده می شد و اجازه داده می شد تا به کندی بسوزد، سپس سوراخ های هوا پوشانده می شد تا این ستون به آرامی سرد شود. در زمان های اخیر، چاله زغال های تک کاربردی با یک کوره سنگی، آجری یا بتنی جایگزین شد که 75-25 بند چوب (1 بند = 4×4×8 فوت مکعب) را نگه می داشت. یک توده بزرگ ممکن است سه تا چهار هفته بسوزد و خنک شدن آن هفت تا ده روز طول بکشد.

این روش تولید زغال، مقدار زیادی دود تولید می کند. در واقع تغییرات در رنگ دود نشان دهنده گذار به مراحل مختلف فرآیند است. ابتدا فرم سفیدرنگ آن نشان دهنده وجود بخار است، چون بخار آب از چوب بیرون کشیده می شود. وقتی اجزای دیگر چوب مانند صمغ و شیره می سوزد، دود زرد رنگ می شود. در نهایت رنگ دود به یک آبی ضعیف تبدیل می شود که نشان می دهد زغال شدن کامل شده است. این هنگام، زمان مناسبی برای کم کردن آتش و خنک کردن محتوای کوره است.

زغال پایه با سوزاندن یک ماده غنی از کربن مانند چوب در فضای دارای اکسیژن کم تولید می شود. این فرآیند رطوبت و گازهای فرار موجود در سوخت اصلی را خارج می کند. ماده سوخته شده حاصل نه تنها به مدت طولانی تر و پایدارتر از چوب می سوزد، بلکه سبک تر هم هست (یک پنجم تا یک سوم وزن اصلی).

یک روش جایگزین تولید زغال در اوایل دهه 1900 توسط اورین استافورد توسعه داده شده که پس از آن هنری فورد در ایجاد کسب و کار باربکیوی او کمک می کرد. این روش به نام روش قطران شامل عبور دادن چوب از یک سری آتشدان یا اجاق می شود. این فرآیندی پیوسته است که در آن چوب به طور دائم وارد یک سر کوره می شود و ماده سوخته شده از سر دیگر خارج می گردد. در مقایل فرآیند کوره سنتی، چوب را در مقدارهای گسسته می سوزاند. از قطران تقریباً هیچ دودی منتشر نمی شود، چون سطح ثابت خروجی را می توان به طور موثری با دستگاه های کنترل انتشار مانند پس سوز کنترل کرد.

مواد اولیه مورد نیاز برای تولید زغال فشرده

زغال فشرده از دو ماده تشکیل دهنده اصلی ( شامل 90% محصول نهایی) و چند ماده اولیه فرعی تشکیل می شود. یکی از مواد تشکیل دهنده اصلی به نام نیم سوز اساساً همان زغال سنتی است که در بالا توضیح داده شد. این ماده مسئول توانایی زغال فشرده برای روشن شدن آسان و تولید بوی مطلوب دود چوب است. مرغوب ترین ماده اولیه برای این جزء چوب های سخت مانند چنار، افرا، درخت غان، گردوی آمریکایی و بلوط است. برخی از تولید کننده ها از چوب های نرم مانند کاج و صنویر یا دیگر مواد آلی مانند هسته میوه ها و پوست آجیل هم استفاده می کنند.

ماده اولیه اصلی دیگر مورد استفاده برای تولید دمای بالا و آتش با دوام، زغال سنگ است. انواع مختلفی از زغال سنگ را می توان استفاده کرد؛ از زغال سنگ قهوه ای قیری تا آنتراسیت.

مواد اولیه فرعی عبارتند از یک ماده چسباننده (معمولاً نشاسته به دست آمده از ذرت، ذرت خوشه ای یا گندم)، یک تسریع کننده (مانند نیترات)، و یک عامل سفید کننده دود (مانند آهک) که به شخص کباب کننده اجازه می دهد تا بفهمد چه موقع زغال های آماده پخت و پز روی آن هستند.

فرآیند تولید زغال فشرده

اولین گام در فرآیند تولید، سوزاندن چوب است. برخی تولید کننده ها از روش کوره (batch) استفاده می کنند، در حالی که دیگر تولید کننده ها از روش قطران (پیوسته) استفاده می کنند.

سوزاندن چوب

• (فرآیند بچ) بارگیری یک کوره بتنی با اندازه معمولی با حدود 50 شمع چوب، یک یا دو روز طول می کشد. وقتی آتش شروع شد، ورودی های هوا و دریچه های خروجی کاملاً باز هستند تا اکسیژن کافی برای تولید یک آتش داغ به داخل کشیده شود. در طول مرحله یک هفته ای سوختن، ورودی ها و دریچه های خروجی تنظیم می شوند تا دما را در محدوده °F 840-950 (°C450-510) نگه دارد. در پایان مدت سوختن مطلوب، ورودی های هوا بسته می شود، دریچه های خروجی برای یک یا دو ساعت پس از توقف دود بسته می شود، تا مانع افزایش فشار درون کوره شود. پس از یک مدت خنک شدن دو هفته ای، کوره خالی می شود و چوب کربنیزه شده (نیم سوز) سائیده می شود.

نمایش شماتیک فرآیندهای تولید لازم برای ساخت زغال فشرده

• (فرآیند پیوسته) چوب در یک آسیاب چکشی به قطعات با اندازه مناسب خرد می شود. اندازه ذره حدود 0.1 اینچ (3 میلیمتر) معمول است، اگرچه اندازه دقیق به نوع چوب مورد استفاده (پوست درخت، خاک اره خشک، چوب مرطوب) بستگی دارد. سپس چوب از یک خشک کن استوانه ای بزرگ عبور داده می شود تا محتوای رطوبت آن تا نصف (تقریباً 25%) کاهش یابد. سپس به بالای یک کوره دارای چند آتشدان (قطران) خورانده می شود.

قطران از بیرون مانند یک سیلوی فولادی به بلندای 50-40 فوت (152-12.2 متر) و 30-20 فوت (9.14-601 متر) قطر به نظر می رسد. از داخل این کوره حاوی چند آتشدان (سه تا شش بسته به ظرفیت تولید مطلوب) است. دهلیز بالایی آتشدان دارای کمترین دما به میزان °F 252 (°C275) است، در حالی که دهلیز پایینی در دمای حدود °F1200 (°C 650) می سوزد. حرارت بیرونی از مشعل های نفتی یا گازی تنها در مراحل ابتدا و انتهای کوره لازم است. در سطوح میانی، گازهای حاصل از چوب می سوزد و حرارت کافی برای حفظ دمای مطلوب را تامین می کند.

در هر دهلیز، چوب با بازوهای یک شفت مرکزی که به طور عمودی در طول کوره قطران می چرخد، گردانده می شود. این فرآیند هم زدن کند (2-1 دور در دقیقه) تضمین کننده احتراق یکنواخت است و مواد را در طول قطران جابجا می کند. در سطوح جایگزین، بازوهای همزن چوب در حال سوختن را به یک حفره اطراف شفت مرکزی یا به سمت بازشوهای اطراف لبه بیرونی کف هل می دهد تا مواد به سطح بعدی بیافتند. در هنگام خروج زغال در حال سوختن از دهلیز آخر، با پاشش آب خفه می شود. پس از آن می توان از زغال فورا استفاده کرد یا آن را تا زمان مورد نیاز در یک سیلو انبار کرد.

یک قطران معمولی می تواند تقریباً 5500 پوند (2.5 تن) زغال در ساعت تولید کند.

کربنیزه کردن زغال سنگ

• درجات پایین تر زغال سنگ را می توان برای استفاده در زغال، کربنیزه کرد. زغال سنگ خرد شده ابتدا خشک شده و سپس تا حدود °F 1100 (°C 590) حرارت داده می شود تا اجزای فرار آن خارج شود. پس از خنک شدن با هوا، این محصول تا زمان مورد نیاز انبار می شود.

قالب گیری

• زغال و مواد تشکیل دهنده فرعی مانند چسب نشاسته با نسبت مناسب به یک مخلوط کننده با پدال های پهن، خورانده می شود تا در آنجا کاملاً مخلوط شوند. در این نقطه، ماده رطوبتی حدود 35% دارد که یک پیوستگی مانند خاک رویه خفه شده دارد.
• مواد مخلوط شده به یک پرس شامل دو غلتک خلاف گرد جاوی دندانه های به اندازه قالب ریخته می شود. بخاطر رطوبت موجود، عامل چسباننده، دما (حدود °F 105 یا °C 40) و فشار غلتک ها، زغال قالب در هنگام افتادن به کف پرس، شکل خود را حفظ می کند.
• قالب ها روی یک کانوایر می افتند که آنها را از یک خشک کن تک مرحله ای با دمای °F 275 (°C 135) به مدت سه تا چهار ساعت عبور می دهد که رطوبت را به حدود 5% کاهش می دهد. سپس قالب ها با سرعت 20000-2200 پوند (9-1 تن) در ساعت تولید می شوند. قالب ها فوراً بسته بندی شده یا در سیلو انبار می شود تا در دور بعدی بسته بندی استفاده شود.

کیسه کردن

• اگر قالب های «فوراً مشتعل» تولید شود، یک حلال هیدروکربنی تبدیل به پودر شده و پیش از کیسه کردن روی قالب ها پاشیده می شود.
• زغال فشرده در اندازه های مختلف 24-4 پوند بسته بندی می شود. برخی بسته های کوچک داخل هم ساخته می شود تا مصرف کننده بتواند به سادگی کل کیسه را بدون بیرون آوردن قالب ها آتش بزند.

محصولات فرعی/پسماند زغال فشرده

در طول قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، بازیابی اسید استیک و متانول به عنوان محصول فرعی سوزاندن چوب چنان مهم بود که خود زغال اساساً یک محصول فرعی به حساب می آمد. پس از توسعه روش های کارآمدتر و کم هزینه تر برای سنتز اسید استیک و متانول، تولید زغال به شدت کاهش یافت تا این که با توسعه قالب ها برای پخت و پز تفریحی دوباره احیا شد.

فرآیند بچ برای سوزاندن چوب، مقدار زیادی دود حاوی ذرات سنگین تولید می کند. متناسب سازی دریچه های خروجی با پس سوز می تواند انتشار آلاینده را تا 85% کاهش دهد، اما بخاطر هزینه نسبتاً بالای فرآوری، به طور معمول استفاده نمی شود.

سطح پایدارتر قطران نه تنها کنترل آلاینده با پس سوز را ساده تر می کند، بلکه امکان تولید گازهای خروجی قابل احتراق را نیز فراهم می آورد. برای نمونه می توان از این گازها برای سوخت خشک کن چوب و زغال قالب گیری شده، یا برای تولید بخار و برق استفاده کرد.

تولید زغال فشرده به شکل دیگری دوست دار محیط زیست است: بزرگ ترین تولید کنندگان زغال فشرده فقط از محصولات پسماند برای تامین چوب استفاده می کند. تراشه های چوب، خاک اره، و خرده چوب های تولید کننده های پالت، تولید کننده های کفپوش، و آسیاب های الوار ازستون های پسماند به زغال فشرده سودمند تبدیل می شود.

آینده صنعت تولید زغال فشرده

روش های تولید زغال و زغال فشرده در چند دهه گذشته تغییرات کمی داشته است. مهم ترین نوآوری در سال های اخیر، توسعه زغال های فشرده «با اشتعال سریع» بوده است. البته مطمئنا جای تحقیقات بیشتر و نوآوری هایی در این حوزه وجود دارد تا محصولات بهتری روانه بازار گردند.

میزان سرمایه اولیه و برآورد سودآوری تولید زغال فشرده

میزان دقیق سرمایه اولیه بستگی به یک سری عوامل کلی از جمله میزان مواد اولیه، تعداد منابع انسانی، مساحت زمین کارگاه و … دارد. با در نظر گرفتن این موضوع که تمامی این هزینه ها با توجه به نرخ تورم، هر روز در حال تغییر هستند، بهتر است تا طرح توجیهی به روز را تهیه نمایید. با این حال، تقریبا یک چهارم کل هزینه مورد نیاز در این کسب و کار مربوط به تامین موارد اولیه می باشد. بقیه هزینه ها مربوط به تملیک زمین کارگاه، هزینه های منابع انسانی، هزینه های مربوط به رسیدگی به خط تولید، هزینه های مربوط به آب، برق، گاز و … می باشند.

اگر همه چیز به خوبی و طبق طرح پیش برود و همچنین صادرات را نیز در برنامه بازاریابی خود داشته باشید، مطمئنا سودآوری معقولی را نسبت به سرمایه گذاری اولیه ای که انجام داده اید، تجربه خواهید کرد.

این کسب و کار، بازار هدف خوبی دارد. قهوه خانه ها، بیشتر رستوران های سنتی، استفاده از طول سفر و … را می توان یک سری از موارد مرتبط با بازار این محصولات در نظر گرفت. همچنین لازم به ذکر است که در برخی از روستاهای دورافتاده که دسترسی به گاز لوله کشی ندارند نیز استفاده از زغال فشرده می تواند گزینه بهتر و به صرفه تری نسبت به کپسول های گاز باشد.

مطالعه طرح توجیهی تولید زغال فشرده به شما کمک می کند تا با میزان سرمایه اولیه و برآورد سودآوری نهایی آشنا شوید. علاوه بر این دو مورد مهم، مطالعه این طرح به شما کمک می کند تا با پیش نیازهای این ایده نیز آشنا شوید. همچنین برای تامین سرمایه مورد نیاز می توانید از این طرح برای گرفتن یک سری تسهیلات و وام بانکی نیز استفاده نمایید.