Pour la production à petite échelle de granulés de sciure de bois, les machines à granulés par extrusion à vis offrent un encombrement réduit, des dépenses initiales moindres et des performances robustes lorsque la matière première est correctement préparée pour atteindre la taille de particule et le niveau d'humidité adéquats ; elles sont particulièrement performantes dans les contextes domestiques, agricoles et de petites usines où la portabilité, la simplicité d'utilisation et les faibles coûts d'exploitation sont importants. L'expérience des fabricants et des unités de terrain montre que les modèles d'extrusion à vis constituent un choix pratique pour transformer les résidus de bois en granulés de combustible de haute densité lorsque les utilisateurs respectent les routines recommandées en matière de prétraitement, de sélection de l'outillage et d'entretien.

Caractéristiques principales

Matières premières	Herbe, cosse de riz, sciure de bois, biomasse, paille,...	les principaux arguments de vente	Productivité élevée
composantes essentielles	Roulement, Moteur, Pompe, Engrenage, PLC, Autre, Moteur, Pression...	tension	380v/50HZ
garantie	1 an	rapport d'essai des machines	Fourni
inspection de sortie vidéo	Fourni	diamètre des granulés (mm)	6 – 12
rendement (kg/h)	550 - 4200 kg/h	lieu d'origine	Henan, Chine
puissance du moteur (kw)	18,5 kW	Poids (kg)	550 KG
nom de marque	Lansonmachines	dimension(1*l*h)	1300*600*1500mm
Couleur	Demande des clients	Taille	Demande des clients
Capacité	300-400 kg/h	Système de contrôle	PLC
Avantage	Efficacité de production élevée	Fonctionnement	1-2 Travailleurs
Fonctionnalité	Haute efficacité Faible coût	Marque du moteur	Marque chinoise de renom
Matières premières	Fer et acier	Service après-vente	Fourni

1. Les familles de machines et l'endroit où le type de vis s'adapte

Les petites machines à granuler utilisées pour la sciure de bois se répartissent en trois grandes familles : les moulins à filière plate, les moulins à filière annulaire et les moulins à vis d'extrusion. Chaque famille vise des débits, une flexibilité des matières premières, des profils d'investissement et des régimes d'entretien différents.

• Les matrices plates sont courantes dans les installations domestiques et les petits ateliers. Elles sont compactes et d'un prix peu élevé. Les machines à filière plate pressent le matériau à travers les trous d'un disque plat stationnaire ou rotatif. Elles peuvent traiter une grande variété de biomasse, mais leur capacité continue est souvent inférieure à celle des machines à filière annulaire.

• Les machines à filière annulaire sont utilisées dans les environnements moyens et industriels. Elles offrent une capacité plus élevée et un service continu. La géométrie de la filière et la disposition des rouleaux les rendent efficaces pour les usines de granulation à haut volume.

• Les machines d'extrusion à vis compriment la biomasse à l'aide d'une vis hélicoïdale logée dans un cylindre de formage. Les petits granulateurs à vis sont particulièrement compacts, souvent mobiles et peuvent être entraînés par un moteur électrique, un moteur à essence ou un groupe électrogène diesel. Ils peuvent produire des granulés creux ou solides en fonction de la conception de la filière et des paramètres de fonctionnement. Ils présentent l'avantage d'une structure simple, d'un faible encombrement et d'un prix d'achat peu élevé, bien que certaines pièces puissent s'user plus rapidement en présence de matières premières abrasives.

Pour les granulés à base de sciure et la production à petite échelle, les modèles d'extrusion à vis représentent un compromis pratique : ils nécessitent moins de surface au sol et moins de systèmes auxiliaires, et ils peuvent être intégrés dans une ligne de traitement minimale qui peut n'avoir besoin que d'un broyeur et d'un équipement de transport. Les listes des fabricants indiquent que les petites unités ont une capacité allant de quelques kilogrammes par heure à quelques centaines de kilogrammes par heure, avec de multiples options d'entraînement pour une utilisation hors réseau.

2. Fonctionnement des machines à granuler à vis (mécanique et thermodynamique)

2.1 Composants mécaniques de base

Une petite machine à granuler par extrusion à vis typique contient les principaux éléments suivants :

• Trémie d'alimentation et gorge de dosage

• Arbre à vis hélicoïdale entraîné par un réducteur et un moteur

• Tonneau de formage ou chambre comprimée revêtue d'un manchon de formage

• Filière de formation des granulés ou plaque de formage à la sortie

• Dispositif de coupe pour le contrôle de la longueur des granulés

• Système de lubrification et roulements

• Panneau de commande ou simple contrôle de la marche/arrêt et de la vitesse

La rotation continue de la vis transporte la matière première vers l'avant tout en appliquant des forces de compression et de cisaillement qui augmentent la pression et la température locales, incitant les particules à se consolider et à se lier. Dans de nombreuses applications, la vis présente un pas variable ; une réduction progressive du pas en direction de la filière augmente la charge de compression et favorise la densification.

2.2 Comportement des matériaux et liaison

La sciure de bois se lie par une combinaison de compactage mécanique, de ramollissement de la lignine induit par la chaleur et d'échauffement par friction. La lignine se ramollit entre 90 et 150 degrés Celsius environ, agissant comme un adhésif naturel sous pression. Il est essentiel de veiller à ce que la matière première atteigne le bon niveau d'humidité et de température pour assurer une formation solide des granulés. Les granulés formés avec une humidité trop faible s'effritent souvent, tandis qu'une humidité excessive rend le compactage inefficace et impose une énergie de séchage supplémentaire.

2.3 Rouleaux à vis et rouleaux de compression

Les extrudeuses à vis concentrent la force le long de l'axe et utilisent un transport volumétrique continu, tandis que les systèmes à rouleaux et filières utilisent une compression radiale par le biais de rouleaux qui pressent le matériau à travers les trous de la filière. La conception à vis offre un outillage plus simple et un coût initial plus faible ; les inconvénients sont l'usure de la vis et du cylindre lors du traitement de matières premières abrasives ou contaminées, et une capacité maximale continue inférieure à celle des presses industrielles à filière annulaire.

3. Matière première : caractéristiques de la sciure, conditionnement et prétraitement

3.1 Paramètres clés des matières premières

Lors de la préparation de la sciure de bois pour la granulation, il convient de mesurer et de contrôler ces variables :

• Distribution de la taille des particules : viser une dimension moyenne des particules inférieure à 3 millimètres ; les fines favorisent la liaison, les gros copeaux réduisent la densité.

• Teneur en humidité : la plage de travail recommandée est généralement comprise entre 10 et 18 % en poids pour de nombreuses essences de bois ; l'objectif est d'approcher les 12-15 % pour les unités d'extrusion à vis afin d'équilibrer la lubrification et l'activation de la lignine.

• Contaminants : pierres, fragments de métal, plastiques et zones humides accélèrent l'usure et réduisent la qualité des granulés. Les séparateurs magnétiques et le criblage sont des étapes standard de prétraitement.

• Densité apparente : une faible densité apparente peut réduire la régularité de l'alimentation ; le conditionnement par broyage à marteaux ou par floconnage améliore l'écoulement.

3.2 Équipement de prétraitement

Les petites installations comprennent souvent les petites machines suivantes :

• Broyeur à marteaux ou broyeur de bois pour réduire la taille des copeaux en sciure.

• Unité de séchage (sécheur à bande ou rotatif) si l'humidité de la matière première dépasse la plage utilisable.

• Tamis et cribles pour séparer les particules surdimensionnées et les contaminants

• Convoyeur à vis ou petite alimentation pneumatique pour doser le matériau dans le granulateur.

Un flux compact peut combiner un concasseur, un convoyeur à vis et un broyeur à granulés. Si la matière première provient d'ateliers de menuiserie, le criblage et la séparation des métaux sont des étapes prioritaires pour protéger l'outillage.

3.3 Additifs et liants

Souvent, la sciure de bois pure produit des granulés acceptables en raison de la lignine naturelle. Dans certains cas, l'ajout de petites fractions (1 à 3 %) d'amidon, de mélasse ou d'huile végétale améliore la durabilité des granulés, leur comportement à l'allumage ou leur stabilité calorifique. L'utilisation d'additifs doit correspondre aux spécifications locales des carburants et aux réglementations en matière d'émissions.

4. Spécifications techniques et tableaux de sélection pour les petites unités

Vous trouverez ci-dessous des tableaux qui vous aideront à comparer les modèles et à choisir un candidat en fonction du débit, de la puissance, du diamètre des granulés et de l'utilisation prévue. Les chiffres sont représentatifs ; consultez les fiches techniques des fabricants pour obtenir des chiffres précis.

Tableau 1 : Gamme technique typique d'une petite machine à granuler à vis

Source : résumés des fabricants et catalogues de petites unités.

Tableau 2 : Comparaison entre l'extrusion à vis, l'extrusion plate et l'extrusion annulaire (lentilles de petite taille)

Cette comparaison montre que les unités à vis se distinguent par leur simplicité et leur mobilité, tandis que la filière annulaire offre les granulés les plus denses pour les usines de plus grande taille.

5. Exemples de flux de processus et schémas de mini-usines

5.1 Processus minimaliste à la maison/à la ferme

Concasseur ou broyeur à marteaux → petite trémie → machine à granuler à vis → plateau ou bac de refroidissement → conteneur de stockage. Cette configuration convient aux utilisateurs qui acceptent une production intermittente et un traitement par lots. Si le taux d'humidité est élevé, prévoir une simple étape de séchage entre le broyeur et le moulin à granulés.

5.2 Petite unité commerciale (semi-continue)

Sécheur → broyeur à marteaux → crible vibrant et séparateur magnétique → convoyeur à vis → machine à granuler par extrusion à vis → refroidisseur de granulés (à contre-courant ou ambiant) → tamiseur → station d'ensachage. L'ajout d'une petite étape de refroidissement améliore la durée de conservation des granulés et réduit les particules fines en surface.

5.3 Exemples de scénarios de capacité

• Passe-temps domestique : petit moulin à pellets simple (moteur de 2 à 6 kW), production de 20 à 60 kg/h.

• Niveau agricole : petite ligne intégrée avec broyeur et sécheur, production de 100 à 300 kg/h.

• Micro-commercial : ligne à deux machines avec automatisation de base, production de 300 à 800 kg/h.

6. Mesures de performance, indicateurs de qualité des granulés et méthodes d'essai

L'évaluation des granulés nécessite des mesures objectives :

• Densité apparente (kg/m³) : une densité plus élevée améliore l'efficacité du transport et la durée de la combustion.

• Durabilité ou résistance à l'abrasion : mesurée par des essais de culbutage ; indique l'intégrité mécanique pendant la manipulation.

• Teneur en eau (%) : une teneur en eau plus faible améliore la stabilité au stockage.

• Pouvoir calorifique (MJ/kg) : dépend de l'essence et des additifs. Les valeurs calorifiques typiques des granulés de bois varient de 16 à 19 MJ/kg pour de nombreux bois durs.

• Teneur en cendres (%) : résidus après combustion ; préférence pour une faible teneur en cendres.

• La porosité et la fragmentation des granulés : elles sont liées au taux de combustion et à la perte de manipulation.

Les tests simples sur site comprennent la mesure de la densité en vrac par remplissage d'un conteneur mesuré et un test de durabilité utilisant un petit tambour rotatif ou une jarre pour simuler la manipulation. Pour les rapports officiels, les normes de laboratoire telles que ENplus ou les normes ASTM sur les granulés détaillent les méthodes d'essai de durabilité et de cendres.

7. Liste de contrôle pour l'installation, la mise en service et la formation de l'opérateur

7.1 Liste de contrôle pour l'installation d'une unité de granulation à petite vis

• Fondations ou supports de plancher solides et de niveau ; points de fixation recommandés

• Dimensionnement et protection corrects de l'alimentation électrique ; vérifier le type de démarreur du moteur.

• Vérification de l'alignement des courroies trapézoïdales, des chaînes ou des accouplements de boîtes de vitesses

• Géométrie d'alimentation de la trémie et protections installées

• Mesures d'aspiration, de ventilation et de contrôle des poussières en place

7.2 Étapes de la mise en service

1. Faire fonctionner à sec le moteur et le réducteur avec un chemin d'alimentation vide pour confirmer la rotation et les roulements.

2. Donner de petites quantités de sciure préparée ; surveiller le couple, la température et la fumée ou l'odeur.

3. Régler la vitesse de la vis et le débit d'alimentation pour obtenir une extrusion stable et la densité de granulés souhaitée.

4. Réglez avec précision la vitesse et la position de la fraise pour obtenir une longueur de granulés uniforme.

5. Enregistrer les performances de base : débit, courant du moteur, densité des granulés et niveaux de bruit.

7.3 L'essentiel de la formation des opérateurs

Les opérateurs doivent apprendre les pratiques d'alimentation sûres, les points de lubrification de routine, la manière de changer les pièces des matrices et des couteaux, ainsi que les procédures d'arrêt d'urgence. Insistez sur les politiques de détection et d'élimination des métaux afin d'éviter les dommages catastrophiques.

8. Entretien de routine, pièces d'usure et défaillances courantes avec mesures d'atténuation

8.1 Principales pièces d'usure

• Arbre et filets de la vis : le contact avec des particules abrasives use le profil.

• Revêtements de barillets ou de chambres de formage : compromis entre dureté et ténacité.

• Plaque de filière : les trous s'ouvrent avec le temps et modifient le diamètre/tolérance des granulés.

• Couteaux et lames de cisailles : nécessitent un affûtage ou un remplacement périodique.

8.2 Calendrier de maintenance préventive

8.3 Défaillances courantes et mesures correctives

• Vibrations excessives : vérifier l'équilibre du rotor et la répartition de l'alimentation ; inspecter les roulements.

• Faible densité des granulés : mesurez l'humidité et la taille des particules ; ajustez le pas de la vis ou le débit d'alimentation.

• Surchauffe au niveau de la filière : réduire la vitesse d'alimentation ou installer un système de refroidissement sur le cylindre ; vérifier que la ventilation est correcte.

• Usure rapide des matrices : vérifier la présence de contaminants ; installer des séparateurs magnétiques et améliorer le criblage.

9. Économie : capital, coûts d'exploitation, scénarios de débit, retour sur investissement

9.1 Composants du coût du capital pour une petite ligne

• Machine à pellets : 1 000 à 20 000 USD selon le modèle et l'origine.

• Concasseur/broyeur à marteaux : 500 à 6 000 USD.

• Séchoir (si nécessaire) : 2 000 à 25 000 USD en fonction de la technologie et de la capacité.

• Convoyeurs, criblage et stockage : 500 à 8 000 USD.

• Installation et mise en service : 500 à 5 000 USD.

Les prix varient en fonction du fournisseur, des options personnalisées, du pays d'origine et de l'expédition. Certaines petites unités importées affichent des fourchettes de prix FOB qui reflètent cette variabilité.

9.2 Facteurs de coûts d'exploitation

• Consommation d'énergie : électricité pour le moteur et les équipements auxiliaires ou carburant pour les moteurs/séchoirs.

• Main-d'œuvre : un opérateur pour les petites lignes ; du personnel supplémentaire pour les installations en continu.

• Pièces d'usure : les intervalles de remplacement des matrices et des couteaux dépendent de la propreté des matières premières.

• Consommables : lubrification, tamis, sacs, fournitures pour palettes.

9.3 Scénario de récupération simple (exemple)

Supposons qu'une petite unité produise 200 kg/jour (fonctionnement 250 jours/an) = 50 tonnes/an. Si la valeur de gros des granulés est de 150 USD par tonne et que la marge nette après les coûts d'exploitation est de 70 USD/tonne, le revenu net annuel est de 3 500 USD. Si le coût d'investissement est de 8 000 USD, le délai de récupération simple est d'environ deux ans si l'on tient compte des coûts variables et des possibilités de mise à l'échelle. La faisabilité réelle du projet doit tenir compte des prix des combustibles locaux, des subventions et des autres utilisations possibles de la sciure de bois.

Ces chiffres sont donnés à titre indicatif. Les acheteurs doivent préparer une feuille de calcul détaillée adaptée à la disponibilité des matières premières locales et à la demande du marché.

10. Considérations environnementales, réglementaires et de sécurité

10.1 Émissions et qualité de l'air

La production de pellets peut générer des émissions de poussières de bois et de particules. Les lignes de traitement fermées et les dépoussiéreurs de base réduisent l'exposition des travailleurs. Pour la combustion des granulés, les émissions dépendent de l'essence, de l'humidité et de la teneur en cendres. Les réglementations locales peuvent exiger des contrôles d'émissions pour les séchoirs et les broyeurs.

10.2 Risques d'incendie et d'explosion

Les fines poussières de bois forment une atmosphère explosive à certaines concentrations. Les principales mesures d'atténuation sont la mise à la terre et la liaison des équipements, la détection d'étincelles pour les matériaux séchés, l'entretien régulier des locaux pour éviter l'accumulation et l'absence de flammes nues dans les zones de production.

10.3 Gestion des déchets et des cendres

Les cendres issues de la combustion et les fines issues du criblage peuvent être recyclées en litière pour animaux, en amendements horticoles ou être mises en décharge conformément à la réglementation locale. Veillez à respecter la législation en matière de traitement des déchets.

10.4 Normes et certification

Les programmes de certification tels que ENplus pour les granulés de bois fixent des exigences en matière d'humidité, de fines et de cendres. Les petits producteurs qui visent des marchés plus vastes doivent tester leurs produits pour s'assurer qu'ils répondent aux spécifications de l'acheteur et aux normes locales, le cas échéant.

11. Matrice de dépannage (problèmes courants et solutions)

Tableau 3 : Référence rapide pour le dépannage

Ces correctifs sont pragmatiques et destinés à être appliqués rapidement par des opérateurs formés. Une surveillance et un enregistrement réguliers permettent de réduire les récidives.

12. Conseils pratiques pour un fonctionnement fiable à long terme

1. Tenez un registre quotidien dans lequel sont consignés le débit, le courant du moteur, la qualité des granulés et les éventuelles alarmes. Les données de tendance révèlent les défauts à évolution lente.

2. Utilisez un petit piège magnétique en amont du granulateur pour retirer les clous, les copeaux et les pointes des déchets de l'atelier.

3. Conservez un petit stock de plaques de découpe et de fraises de rechange adaptées au diamètre le plus courant des granulés ; les temps d'arrêt dus aux changements sont coûteux.

4. Si la mobilité est importante, choisissez des modèles à moteur avec des supports d'accouplement rapide et des housses de protection pour l'entreposage à l'extérieur.

5. Essayer de nouvelles matières premières à petite échelle avant de s'engager dans une production continue ; les différences entre les espèces influencent le pouvoir calorifique et les cendres.

13. Modèle de liste de contrôle des spécifications pour la passation de marchés

Lors de la demande de devis, il convient d'inclure les éléments suivants :

• Débit cible (kg/h et tonnes annuelles)

• Tolérance sur le diamètre et la longueur des granulés

• Matière(s) première(s) et taux d'humidité prévu

• Détails de l'alimentation électrique (tension, phase, disponibilité sur site)

• Entraînement prévu (électrique, diesel, essence, prise de force)

• Accessoires nécessaires (broyeur, sécheur, convoyeur, criblage, refroidisseur)

• Délais de garantie et de livraison des pièces de rechange

• Certifications et essais pour la qualité des granulés

L'inclusion de ces éléments accélère la comparaison entre les fournisseurs et réduit les malentendus sur le champ d'application.

14. Annexe : Exemple de nomenclature d'une mini-usine (pour 200 kg/h)

Tableau 4 : Exemple de liste d'équipements et de fourchette budgétaire (estimations approximatives)

Les prix varient considérablement d'un fabricant à l'autre et d'une région à l'autre. Les petits producteurs peuvent souvent échelonner l'achat d'équipement pour gérer leur trésorerie.

15. Questions fréquemment posées (FAQ)

1. Quel diamètre de granulés choisir pour le chauffage domestique ?
Les diamètres courants pour les poêles domestiques sont de 6 ou 8 mm. Les diamètres plus petits s'enflamment facilement et passent sans problème dans les petites vis sans fin ; choisissez-les en fonction des recommandations du fabricant du poêle.

2. Est-il possible de faire fonctionner une machine à granuler à vis avec un moteur à essence ?
Oui. De nombreux fabricants proposent des variantes à essence ou diesel pour une utilisation hors réseau. Veillez à ce que le couplage RPM correct et la logistique d'approvisionnement en carburant soient en place.

3. À quelle fréquence la filière doit-elle être remplacée ?
L'intervalle d'entretien dépend de la propreté de la matière première et du nombre d'heures de fonctionnement ; le remplacement typique pour les petites exploitations peut aller de quelques centaines à quelques milliers d'heures de fonctionnement. Surveillez le diamètre des granulés et changez-les lorsque la tolérance change.

4. Les granulés fabriqués dans de petites machines répondent-ils aux normes commerciales ?
Les petits producteurs peuvent satisfaire à des normes telles que ENplus s'ils contrôlent l'humidité, la taille des particules, les cendres et la durabilité. Il est recommandé de procéder à des tests dans un laboratoire accrédité avant de procéder à des ventes commerciales.

5. Quel est le taux d'humidité idéal pour la sciure de bois avant la granulation ?
Pour de nombreuses essences de bois, il faut viser un taux de 12 à 15 % dans les unités d'extrusion à vis. Cette fenêtre permet le ramollissement de la lignine et le compactage sans coûts de séchage excessifs.

6. Puis-je granuler des déchets agricoles mélangés à de la sciure de bois ?
Oui. De nombreux petits granulateurs traitent la biomasse mélangée, bien que les matériaux mélangés modifient les propriétés des cendres et de la combustion. Il est prudent de procéder à des mélanges préalables et à des essais.

7. Quelles mesures de sécurité un petit opérateur doit-il prendre ?
Mettre en œuvre des mesures de contrôle des poussières, de mise à la terre, de détection des étincelles pour les séchoirs, d'entretien régulier et d'arrêt d'urgence. Former le personnel aux procédures d'intervention en cas d'incendie et aux procédures de verrouillage et d'étiquetage.

8. Pourquoi mes granulés sont-ils poussiéreux après la production ?
Les causes possibles sont une compression insuffisante, un taux élevé de fines ou une humidité incorrecte. Rembobinez les particules trop grosses, ajustez le taux d'alimentation et envisagez de tremper le matériau pour atteindre la fenêtre d'humidité appropriée.

9. Quelle est l'efficacité énergétique des petites machines à granuler à vis ?
L'efficacité varie. Les petites unités consomment généralement de 20 à 100 kWh par tonne, y compris les équipements auxiliaires, en fonction du concasseur, du sécheur et de la machine spécifique. L'optimisation de l'humidité et de la taille des particules réduit la consommation d'énergie.

10. Les granulés à centre creux sont-ils souhaitables ?
Les granulés à centre creux, produits par certaines filières d'extrusion à vis, offrent un allumage plus rapide et sont parfois préférés lorsqu'une combustion rapide est nécessaire ; les noyaux creux réduisent la masse par granulé et modifient le profil de combustion. L'utilisation dépend de l'utilisation finale et de la conception du poêle.

16. Remarques finales

Les petites machines à granuler à vis constituent un moyen accessible de transformer les résidus de bois en un combustible utile et stockable. Elles excellent lorsque la mobilité, la simplicité d'installation et un capital modeste sont des priorités. Pour obtenir de bons résultats, il faut accorder une attention particulière à la préparation de la matière première, au choix de la machine et à l'entretien préventif. En appliquant des pratiques de sécurité prudentes et en choisissant le bon modèle en fonction des objectifs de production, les petits exploitants peuvent créer un approvisionnement fiable en granulés pour le chauffage ou la vente locale.