УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТВЕРДЫХ

ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ

 

Денисов С.Л., Челышева И.Н., Варанкина Г.С. (БрГТУ, г.Братск, РФ)

 

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

 

Современная ситуация на рынке товаров и услуг требует от заводов-изготовителей поставок разно­образной по своим эксплуатационным свойствам продукции. Немаловажную роль при этом имеет цена продукции и ее экологичность.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготавли­ваются из низкосортного древесного сырья, отходов лесопиления и деревообработки. Однако, несмотря на относительно низкую стоимость сырья в услови­ях роста цен на энергоносители, на транспортные услуги и т.д., поиск путей повышения эффек­тивности работы заводов по производству ДВП всегда остается одной из первоочередных задач. Один из путей - утилизация и использование волокнистых отходов древесины производств целлюлозы и ДВП.

По результатам исследований, проведенных сотрудниками СибНИИЦБП в 1996 г., установ­лена возможность использования в производст­ве ДВП «Флекта» - некондиционного материала цеха аэрофонтанной сушки небеленой целлюло­зы. Использование «Флекта» в технологии ДВП позволит уменьшить расход сырья на 30-40 % [1].

На основании результатов патентного поис­ка установлено, что в производстве ДВП можно использовать в качестве части сырья так назы­ваемые «шлам» и «скоп» [2] - осадки, образую­щиеся при механической очистке сточных вод.

В настоящее время перед ОАО «Братсккомплексхолдинг» стоит довольно сложная проблема снижения нагрузки на очист­ные сооружения, обеспечивающие механиче­скую, биологическую и химическую очистку сточных вод, т.к. эксплуатируются они уже бо­лее 30 лет, что обуславливает определенные трудности, связанные с обслуживанием и экс­плуатацией инженерных сетей и заполнением плитонакопителей.

Согласно  технологическому  регламенту очистка волокносодержащих стоков начинается с биосорбции - обработки активным илом, со­держащим живые микроорганизмы, исполь­зующие в качестве источника питания раство­ренные в воде органические вещества. В даль­нейшем волокносодержащие стоки с активным илом подвергаются механической очистке с образованием «осадка», состоящего из древес­ного волокна (не менее 60 %), активного ила (до 30 %), а также коры, опилок и минеральных включений.

Использование в технологии ДВП указанно­го «осадка», называемого активным илом, по­зволит не только повысить эффективность про­изводства, но и обеспечит улучшение экологи­ческой обстановки на ОАО «Братсккомплекс­холдинг».

В связи с изложенным целью данной работы явилось исследование возможности применения активного ила в технологии производства твер­дых ДВП.

Для решения поставленной задачи необхо­димо было исследовать влияние различных со­ставов композиций древесного волокна и актив­ного ила на качественные показатели ДВП.

При планировании исследований в качестве постоянных факторов приняты: концентрация древесного волокна (1,8 %), величина рН при проклеивании волокна (рН = 4,2), массовая доля парафиновой эмульсии (1 %), масса абсолютно сухого волокна при отливке (300 г), величина давления при холодной подпрессовке (Р = 0,9 МПа), продолжительность подпрессовки (Т = 3 с), величина давления при горячем прессовании (Р = 5 МПа), температура прессования (t = 185±5 °С), продолжительность термообработки (Т = 10 мин), а также параметры закалки и увлажнения плит.

В качестве переменных факторов приняты:

1) массовая доля активного ила (х₁) от 5 до 25 % с интервалом варьирования 10 %; 2) массовая доля упрочняющей добавки - смолы СФЖ-3013 (х₂) от 0 до 1% с интервалом 0,5 %; 3) степень помола дре­весного волокна (х₃) от 22 до 24 ДС (дефибратор-секунда) с интервалом 1 ДС.

Выходные параметры определены согласно ГОСТ 4598-86 «Плиты древесноволокнистые. Тех­нические условия»: плотность (r), кг/м³; предел прочности при статическом изгибе (d), МПа; влаж­ность (W), %; водопоглощение (А), %; набухание по толщине (a_h), %.

Результаты исследований, проведенных соглас­но матрице планирования, представлены в табл.

 

Таблица - Матрица планирования и результаты эксперимента

№ п/п	х1, % “активный ил”	х2, % СФЖ- 3013	х3,ДС степень помола	d, МПа	W, %	Р, кг/м3	А, %	ah, %
1	-	-	-	31,7	8,1	820	29,3	21
2	+	-	-	30,2	7,6	877	24,1	16,6
3	-	+	-	42,3	7,8	904	29,3	19,9
4	+	+	-	38,5	8,8	862	23	15,4
5	-	-	+	30,5	9,7	914	28,4	26,3
6	+	-	+	29,1	8,3	855	24,3	17,1
7	-	+	+	39,4	8,7	880	30,5	22,6
8	+	+	+	37,7	9,8	852	22	14,7
Контрольный образец				33,6	8±2	³850	27,2	19,6

 

 

Для каждого опыта проводилось 6 наблюдений, опыты дублировались. Одновременно с исследуе­мым образцом осуществлялась отливка и запрес­совка контрольного образца по применяемой на заводе технологии.

Обработка полученных результатов осуществ­лялась по методу наименьших квадратов.

Анализ приведенных в табл. данных позволяет утверждать, что переменные факторы не оказывают существенного влияния на такие показатели плит, как плотность и конечная влажность, которые соот­ветствуют требованиям ГОСТ 4598-86.

Для остальных выходных параметров получены уравнения регрессии, адекватно описывающие ис­следуемые процессы:

d = 30,35 + 9,1х₂;                     (1)

А = 30,61 - 0,25х₁;                   (2)
a_h = 24,08-0,33 х₁;                    (3)

 где x₁ - массовая доля активного ила, %; х₂ - массо­вая доля смолы СФЖ-3013,%.

Третий переменный фактор - степень помола волокна - практически не оказал существенного влияния на качественные показатели ДВП, очевид­но, вследствие незначительного интервала варьиро­вания.

Следует отметить, что применение активного ила (x₁) позволяет не только уменьшить водопо­глощение (А), но и заметно снизить величину набухания (a_h) в сравнении с контрольными образцами.

Кроме того, при определенных условиях на­блюдается увеличение прочности плит.

В целом анализ приведенных результатов исследований свидетельствует о принципиаль­ной возможности и целесообразности использо­вания активного ила в производстве твердых ДВП мокрым способом.

Актуальность проблемы использования ак­тивного ила в производстве ДВП обуславливает необходимость проведения дальнейших иссле­дований.

 

Литература

1. Оказание технической помощи в проведении опьпно-промышленных испытаний по производству ДВП и использование продукции цеха АФС «Флект»:

Отчет о НИР / Руководитель Ю Н Солдатов - Братск, 1996.

2. Денисов С.В., Челышева И.Н., Варанкина Г.С. Исследование влияния используемых отходов и тех­нологических параметров процесса на свойства мяг­ких ДВП // Труды БрИИ.- Братск, 1999.

 

          Работа выполняется при финансовой поддержке Минобразования РФ.