ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЯГКИХ

ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ

 

Денисов С.В., Челышева И.Н., Варанкина Г.С.

(БрГТУ, г.Братск, РФ)

 

The given work deals with the application of waste materials to produce softwood fifre boards.

 

Производство древесных плит - одно из наиболее эффективных направлений ис­пользования кусковых отходов различных производств и низкокачественной древесины. Одним из таким производств в условиях ОАО «Братсккомплексхолдинг» является завод дре­весноволокнистых плит (ЗДВП). В настоящее время наряду с традиционными твердыми древесноволокнистыми плитами проявляется потребность в производстве мягких древесноволокнистых плит, используемых в качестве термоизолирующих и звукоизолирую­щих элементов конструкций. На заводе ДВП уже были произведены опытные партии мягких древесноволокнистых плит на существующем оборудовании для производства твердых древесноволокнистых плит, что доказывает принципиальную возможность про­изводства продукции, обладающей прекрасными тепло- и звукоизолирующими свойст­вами, что в условиях Сибири достаточно актуально.

Производство древесноволокнистых плит осуществляется «мокрым способом», что влечет за собой использование и загрязнение значительных объемов воды. По дан­ным санитарных служб ОАО «Братсккомплексхолдинга», 1 тонна выпускаемых плит влечет за собой загрязнение 38 м3 воды.

Загрязненные сточные воды, содержащие в основном древесное волокно, подвер­гаются очистке по следующей схеме: биосорбция -> механическая очистка -> биологи­ческая очистка -> доочистка -> складирование шлака. Наибольший интерес, с точки зрения возможности применения в производстве взамен древесного сырья, представля­ет собой осадок, образующийся после двух первых стадий очистки стоков (биосорбции и механической очистки), так называемый «активный ил». Состав данного осадка практи­чески постоянен: древесное волокно 60-70 %: кора; опилки; непровар -1,0 - 1,5%; избы­точный активный ил до 30 %; прочие вещества около 1%.

Проведенные ранее сотрудниками кафедры «Технология деревообработки» иссле­дования по получению мягких древесноволокнистых плит позволили сформулировать цель дальнейших исследований в этом направлении: совершенствовать технологию получения мягких древесноволокнистых плит за счет оптимизации параметров технологического ре­жима и возможности замены некоторой части древесного волокна на активный ил.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

- проведение патентного поиска по проблеме использования осадков, получаемых при очистке производственных сточных вод;

- проведение исследовании возможности получения мягких ДВП из древесного волокна раз­личной степени помола;

- проведение исследований процесса получения мягких ДВП с добавлением активного ила;

- проведение оптимизации параметров технологического процесса получения мягких ДВП мок­рым способом

На основании проведенных патентных исследований (журналы «Деревообра­батывающая промышленность», «Химия древесины», «Гидролизная и лесохимиче­ская промышленность» и сборники трудов ВНИИгидролиза растительных материа­лов) установлено, что осадки при очистке сточных вод применяются в производстве плитных материалов. Например, в Петрозаводском государственном университете проводились эксперименты по получению трудносгораемых теплоизоляционных плит из отходов древесины. В качестве отходов использовались скоп - волокнистый осадок, образующийся при механической очистке сточных вод бумажно-картонного производства, и шлам - осадок, образующийся при очистке сточных вод окорочных участков. Производством мягких теплоизоляционных плит с использованием скопа за­нимались в институте КарНЦРАН [2]. Авторами приведены рекомендации по использо­ванию осадков при очистке сточных вод для производства теплоизоляционных плит.

Экспериментальная часть данной работы проведена с использованием лабо­раторного оборудования в условиях лаборатории Братского завода ДВП.

При проведении исследований были получены образцы форматом 270х270 мм, толщиной от 11 до 17 мм.

Установлено, что для получения мягких ДВП, отвечающих требованиям ГОСТ 4598-86 марки М2, необходимо использовать древесное волокно со степенью помо­ла не менее 26ДС (дефибратор-секунда).

Для выявления степени влияния технологических параметров на физико-механические свойства готовой продукции были выполнены исследования, условия проведения которых (для переменных факторов) представлены в табл.

 

Переменные факторы эксперимента

Факторы

Уровни факторов

Интервал варьирования Dхi

Базовый уровень (0)

Верхний уровень (+)

Нижний уровень (-)

Массовая доля парафиновой эмульсии x1, %

2,0

2,4

1,6

0,4

Удельное давление хо­лодной подпрессовки, х2 ,

1,75

2,0

1,5

0,25

Массовая доля активного ила, x3, %

6

10

2

4

Планирование трехфакторного эксперимента осуществлялось в соответствии с методикой, изложенной в [З].

В качестве выходных параметров были определены предел прочности при статическом изгибе (d, Мпа), влажность (W, %), водопоглощение за 2 часа (А, %), плотность (r, кг/м3).

В каждом из 9 опытов эксперимента было зафиксировано по 5 наблюдений, при количестве повторов - 2.

Полученные результаты эксперимента были обработаны по методу наимень­ших квадратов, получены регрессионные уравнения связи выходных и переменных параметров. После проверки значимости коэффициентов регрессии и адекватности математических моделей получены следующие зависимости:

Прочность ДВП определяется количеством парафиновой эмульсии, конечная влажность плит - давлением холодной подпрессовки, а на водопоглощение оказы­вают влияние все три фактора. Плотность всех образцов была в пределах требова­ний ГОСТ (200 - 350 кг/м3). Проведенные исследования позволяют делать выводы:

Для получения мягких ДВП соответствующих марке М2 мокрым способом сте­пень помола волокна не должна быть ниже 26ДС.

Применение холодной подпрессовки древесноволокнистого ковра позволяет получать плиты хорошей транспортной прочности и невысокой конечной влажности, что может обеспечить сокращение энергозатрат при сушке плит.

Доказана принципиальная возможность применения в древесноволокнистой композиции активного ила. Существенное влияние количества активного ила на водопоглощение плит свидетельствует о возможных гидрофобных свойствах данно­го осадка.

Вышеуказанные зависимости позволяют получать плиты с заранее опреде­ленными физико-механическими показателями. Для получения плит марки М2 реко­мендуемый состав композиции: массовая доля парафиновой эмульсии не менее 2,25 %, массовая доля активного ила от 2 до 10 %, давление холодной подпрессовки не менее 2 МПа

На кафедре «Технология деревообработки» продолжаются исследования по отработке технологии получения теплоизоляционных плит в условиях завода ДВП ОАО «Братсккомплексхолдинг».

 

Литература

1. Гелес И.С., Кузьмин А.Б., Коржова М.А. Трудносгораемые теплоизоляционные плиты из отходов древесины.- М.: Деревообр-щая пром-сть, № 3,1994. -13 с.

2 Гелес И.С., Кузьмин А.Б., Левкина Г.М. Мягкие теплоизоляционные плиты из отходов целлюлозно-бумажного производства.- М.: Деревообр-щая пром-сть, № 2,1993.- 25 с.

3. Пижурин А.А., Розгиблит М.С. Исследования процессов деревообработки.- М.: Лесная пром-сть, 1984.

 

         Работа выполняется при финансовой поддержке Минобразования РФ.

Сайт управляется системой uCoz