Подготовка сырья для производства древесных плит

Подготовка сырья для производства древесных плит

В производстве древесных плит второстепенных процессов нет. Подготовка сырья один из важнейших этапов, ведь от того, насколько он грамотно организован, существенно зависит и качество плит, и производительность всей технологической линии.

Подготовка сырья для древесных плит, по сути, начинается с транспортировки лесоматериалов с площадки хранения и заканчивается подачей в сушилку отсортированных древесных частиц.

Окорка бревен

В производстве МДФ и ОСП предъявляются достаточно жесткие требования к количеству коры, присутствующей в составе готового древесного волокна или крупноразмерной стружки. Поэтому предварительное снятие коры с круглых лесоматериалов является в этом случае обязательной операцией при подготовке сырья.

Благодаря высокой производительности, хорошему качеству окорки, незначительным отходам древесины, наименьшим трудовым и материальным затратам среди всего существующего оборудования на крупных предприятиях, выпускающих древесные плиты, широко используется метод групповой окорки, осуществляемой в окорочных барабанах или в бункерных роторных установках.

Окорочный барабан представляет собой устройство для групповой очистки древесного сырья от коры. Он состоит из:

- смонтированного на основании полого вращающегося барабана с рабочими элементами, расположенными на его внутренней поверхности;
- механизма загрузки древесного сырья;
- механизма выгрузки окоренных лесоматериалов и отделенных от них коры, гнили и минеральных примесей (песка, грязи и т.п.).

Лесоматериалы очищаются в барабане от коры, гнили и минеральных примесей ударно-фрикционным способом, то есть за счет взаимодействия друг с другом, с внутренней поверхностью барабана и его рабочими элементами.

Процесс функционирования окорочного барабана включает в себя:

- загрузку в барабан древесного сырья, которое в его поперечном сечении образует сегмент заполнения;
- поворот сегмента до критического угла наклона его поверхности – угла динамического откоса, при котором древесина достигает наивысшей точки подъема и обрушивается вниз;
- обрушение древесины вниз и удар лесоматериалов о стенку барабана или о расположенные на его внутренней поверхности рабочие элементы;
- отделение от древесины примесей и выгрузку древесины из барабана.

При вращении барабана каждый из находящихся в нем лесоматериалов претерпевает ряд воздействий – как динамических в результате соударения друг о друга, о внутреннюю поверхность стенок барабана и его рабочие элементы, так и фрикционных в результате трения лесоматериалов друг о друга и о стенки барабана.

Примером такого окорочного барабана может служить установка PDD фирмы PALLMANN. Эта установка используется в основном в производстве МДФ, а также на предприятиях, выпускающих пеллеты. В зависимости от условий заказчика загрузка круглого леса в барабан осуществляется либо самотеком (гравитационная подача), либо с помощью цепного транспортера.

Барабан представляет собой стальную цилиндрическую конструкцию, в которой по образующим размещаются захваты-коросъемники (рабочие элементы) и отверстия для удаления коры. Максимальное время обработки кругляка в барабане зависит от требуемого качества окорки и может регулироваться с помощью заслонки разгрузочного люка и скорости вращения барабана.

В частности, для этого может быть использовано частотное управления приводом. По желанию заказчика барабан может быть изготовлен без отверстий для выхода коры. В этом случае кора отсеивается после разгрузки барабана. Установка PDD имеет модульную конструкцию, что облегчает ее транспортировку и монтаж. Сам барабан устанавливается на роликовые опоры и приводится в движение с помощью колесных пар, используемых в грузовиках. Диаметр барабана составляет 3,0–5,0 м, длина барабана – 12–32 м. Установка предназначена для обработки бревен среднего и большого диаметра длиной от 1 до 8 м; производительность от 40 до 350 м3/ч.

Второй тип установок, реализующих метод групповой окорки бревен, рассмотрим на основе инновационной разработки фирмы PALLMANN – роторной бункерной установки PDRW. Она используется не только в производстве древесноволокнистых плит, но и в линиях ОСП. Установка PRD также имеет модульную конструкцию и может быть адаптирована к условиям заказчика. Она состоит из стационарного корпуса – корытообразного бункера, в котором размещены два или три параллельных ротора и двух либо трех модулей. Каждый модуль оснащен отдельным электро- или гидроприводом. Благодаря компактной конструкции установка занимает малую площадь и требования к фундаменту минимальны.

Круглый лес подается в бункер сбоку либо с торца. Бревна захватываются кулачками роторов и приводятся в движение, поднимаясь вверх от основного к верхнему ротору и перекатываются к противоположной стенке бункера. Одновременно они вращаются вокруг продольной оси и продвигаются вперед. Таким образом, исключается беспорядочное падение бревен, как в окорочном барабане, и обеспечивается их более бережная обработка без повреждения торцов. Такая конструкция обеспечивает возможность одновременно обрабатывать бревна различных диаметров, включая тонкомер, не опасаясь его переломов.

Кора удаляется через зазоры между роторами и попадает в нижнюю часть бункера и по транспортеру поступает к месту ее утилизации. Процесс обработки бревен гибко регулируется: оператор устанавливает уровень заполнения бункера и пропускную способность установки (время удержания бревен в бункере), а также частоту вращения роторов. Возможно применение роторных кулачков различной конструкции для обеспечения оптимальных условий обработки при изменении породного состава сырья и погодных условий (например, для зимнего времени).

Измельчение древесины

Для получения древесных частиц определенных размеров и формы в зависимости от типа плит сырье подвергают дополнительной обработке в специальных машинах.

В линиях ДСП и ДВП, как правило, этот процесс разбивают на два этапа:

• первичное измельчение древесины, при котором формируется в основном длина частиц (получение щепы в рубительных машинах различного типа);

• вторичное измельчение древесных частиц, то есть получение стружки (ДСП) или древесного волокна (ДВП) определенного размера.

Первичное измельчение – наиболее энергозатратная операция, поскольку разрушение древесины происходит не только вдоль, но и поперек волокон. Однако такой последовательности придерживаются не всегда. Часто в качестве сырья для получения ДСП и ДВП используются кусковые отходы деревообработки, тогда их отправляют сразу на вторичное измельчение. Для получения массы древесных частиц с определенным фракционным составом щепу сортируют. Для сортировки обычно используют виброустановки. При этом фракции более крупного размера отправляют на доизмельчение, а мелкие используют в качестве топлива. В производстве ОСП крупноразмерную стружку получают непосредственно из круглых лесоматериалов.

Получение технологической щепы

Для получения технологической щепы применяют в основном дисковые и барабанные машины, тогда как роторные измельчители больше пригодны для получения топливной щепы. При выработке щепы высокого качества наиболее широкое распространение получили дисковые рубительные машины. Рабочим органом машины является массивный ножевой диск с радиально расположенными ножами, которые закреплены на лицевой стороне диска. Ножевой диск закрыт кожухом, на котором монтируются загрузочный патрон для подачи сырья и патрубок для выброса щепы. В патроне крепятся сменные опорные пластины, которые называются контрножами.

В процессе резания древесины контрножи служат опорой для лесоматериала. При вращении диска каждый нож отрубает от него слой древесины, который распадается на щепу. Для отвода щепы в диске вдоль режущей кромки ножей выполнены сквозные подножевые окна, через которые отрубаемая щепа проходит на приводную сторону диска. Подножевые окна делаются с расширением в направлении движения срезанной древесины. Далее щепа лопастями выбрасывается из машины через выносной патрубок.

Режущие ножи могут быть размещены радиально или под углом к радиусу диска; такие ножи называют геликоидальными (считается, что геликоидальные ножи лучше затягивают древесину). Раскалывание древесины вдоль волокон происходит вследствие смещения срезанного слоя и удара о внутреннюю поверхность станины.

Толщина щепы не регулируется, и доля плоских частиц, как правило, получается больше, чем в барабанных машинах. Геликоидальная конструкция диска обеспечивает наиболее благоприятные условия резания древесины и получение щепы высокого качества. По числу ножей различают мало- и многоножевые машины. У малоножевых машин обычно три-четыре ножа. Дисковые машины различаются по направлению подачи сырья (наклонная или горизонтальная) и выброса щепы (верхний или нижний выброс), по форме режущих ножей (плоские или геликоидальные) и по расположению ножевого диска (вертикальное или наклонное).Барабанные машины обычно имеют большое проходное сечение (до 700 × 1200 мм), что позволяет перерабатывать в щепу крупномерный материал. При этом длина частиц увеличивается с возрастанием скорости подачи материала и уменьшается с увеличением частоты вращения ротора и количества ножей на нем. У дисковых машин длина щепы определяется величиной выступа ножей на ножевом диске – эту величину можно изменять в небольших пределах. Доля плоских частиц, как правило, получается больше, чем в барабанных машинах.

Щепа, произведенная на дисковых рубительных машинах, в сравнении со щепой, приготовленной на барабанных машинах, более однородна по длине, а доля крупной и опилочной фракции в ней меньше. Однако по размеру проходного сечения эти машины проигрывают барабанным. Подача сырья в рубительных машинах может быть гравитационная – под действием веса лесоматериала, принудительная – вальцами и самоподача, которая осуществляется в машинах с геликоидальным диском.

Принудительная подача используется в машинах, предназначенных для измельчения тонкомера, сучьев и реек. Загрузочный патрон в рубительных машинах может располагаться на правой или левой стороне кожуха диска, если смотреть со стороны подачи. В машинах с горизонтальной подачей патрон может иметь верхнее или нижнее расположение. По месту расположения патрона машины бывают соответственно в правом и левом исполнении. Это имеет определенные преимущества при проектировании технологических потоков.

Выбор предпочтительной технологии измельчения и подбор оборудования определяются исходя из конкретных условий производства и в зависимости от имеющегося сырья, требований к конечному продукту и объема производства. Более того, известный производитель оборудования для измельчения древесины фирма PALLMANN помимо выпуска машин в стандартном исполнении практикует индивидуальный подход к решению проблем заказчиков. На своем экспериментальном участке фирма имеет свыше 100 установок и 5000 элементов к ним, с помощью которых подбираются оптимальная конструкция и режимы переработки древесины для конкретных условий заказчика.В следующий раз мы рассмотрим современные модели рубительных машин и продолжим тему подготовки сырья для технологических линий предприятий, производящих древесные плиты.

Реклама