Winner - декинг "премиум класса" по экономичной цене!
Главная страница / Статьи / Технология производства древесного волокна

Технология производства древесного волокна

Технология изготовления древесного волокна имеет древнюю историческую традицию, истоки которой находятся в бумажном производстве. В настоящее время древесное волокно стало основой производства древесноволкнистых плит , изготавливаемых мокрым способом ( подобно картону ) и сухим ( технология MDF)

Структура древесины
Рис.1. Структура древесины.

Процесс получения волокна существенно отличается от процесса изготовления муки. Если мукомольные машины просто размельчают древесину на неупорядоченные по форме фрагменты заданного размера, то в волоконном производстве происходит выделение из древесной массы природного древесного волокна. При этом форма и размеры волокна сильно зависят от породы древесины, т.е. ее естественной структуры.

Понятно, что материаловеды вот уже 300 лет разглядывают древесину в микроскоп и изучают ее свойства. Структура древесины показана на фотографии , см. рис.1.

Для разрыва связей между волокнами древесины применяются специальные мельничные установки, называемые дефибраторами или рефинерами. Процесс происходит при влажности более 80 процентов и температуре выше 100 °С.

Волокно может изготавливаться из любых пород древесины. Включение коры ( минеральных примесей и металла ) нежелательно. Целесообразно использование чистых древесных отходов . Начальная операция - получение технологической щепы при помощи рубительной машины.

Это необходимо для размягчения лигнина - биополимера, скрепляющего волокна древесины между собой. Технический уровень процесса дефибрации определяется, в основном, двумя показателями

  • удельными энергозатратами производственного процесса
  • процентом выхода качественного волокна

Приготовленная щепа выгружается на ленточный конвейер для подачи через металлоуловитель на ситовую сортировку, где рассортировывается на три фракции. Кондиционная щепа системой транспортеров направляется на гидромойку для удаления минеральных примесей и затем вместе с водой подаётся в наклонный шнек с сетчатым днищем. Отделяемая от щепы вода возвращается в гидромойку, а промытая щепа поступает в рабочий бункер рефинёра.

Крупная фракция щепы с сортировки поступает в дезинтегратор и после измельчения повторно подаётся на сортировку. Мелкая фракция, отделяемая от щепы, направляется в бункер отходов или на открытую площадку и далее в котельную на сжигание для выработки тепловой энергии.

Из бункера рубительной машины загрузочным шнеком щепа подается в пропарочные котлы вертикального типа. Пропаренная щепа разгрузочным шнеком, установленным в нижней части пропарочного котла, подаётся в размольную камеру дефибратора см. схему на рис. 2.

Влажная и горячая щепа щепа перетирается между дисками и конусами дефибратора, расщепляясь на отдельные волокна.

Принципиальная схема дефибратора. На выноске - размольная зона.

Рис.2. Принципиальная схема дефибратора . На выноске - размольная зона.

Схема процесса рефинирования
Рис.3. Схема процесса рефинирования

В зависимости от назначения волокна и требований к его качеству эта операция может осуществляться последовательно один, два или три раза, см. схему на рис. 3. Образующаяся при этом древесноволокнистая масса ( пульпа ) непрерывным потоком вместе с паром по массопроводу подаётся в одноступенчатую сушилку волокна.

Высушивание древесного волокна происходит при движении по трубе- сушилке в потоке горячего воздуха в течение 3-5 сек. Температура воздуха на входе в сушилку 165-240 °С, на выходе - 65-70 °С.

Высушенная древесноволокнистая масса поступает в циклон, где происходит отделение сухого волокна от агента сушки, откуда оно направляется в бункер для хранения.

Система должна быть оснащена средствами контроля влажности, температуры , искроподавления и пожаротушения.

Нам не удалось найти сведений об изготовлении размольного оборудования спроектированнного специально для производства ДПК. Сейчас оно изготавливается, главным образом, для нужд целлюлозно-бумажной промышленности и промышленности древесно-волокнистых плит и имеет большую единичную мощность ( 30 тыс. тонн в год и более ).

Однако, имеются установки специального назначения небольшой мощности.для производства древесного волокна

1. Аппараты двухшнековые мод. АТ-197 ( Петрозаводский буммаш )

Область применения двухшнековых аппаратов:

  • производство волокнистой массы из щепы (ТММ, ХТММ, ХММ, ДВП и пр.);
  • роспуск труднораспускаемых видов макулатуры (ламинированной, влагопрочной, тряпичной и пр.);
  • измельчение сучков и непровара, полуцеллюлозы, отходов древесно-массного производства, однолетних растений и пр.;
  • обработка целлюлозы в процессе обессмоливания;
  • производство массы из лекальных отходов кожи и хром-стружки;
  • производство растительно-углеводного корма;
  • производство массы для торфоперегнойных горшочков и т.д.

Преимущества применения двухшнековых аппаратов:

  • пониженные затраты энергии на измельчение (до 30%);
  • простота конструкции;
  • возможность работы с волокнистым материалом влажностью 60-95%;
  • возможность регулирования степени измельчения материала;
  • простота обслуживания и эксплуатации;
  • длительный (до одного года) срок службы рабочих органов ( в зависимости от абразивных свойств сырья)

Рабочими органами аппарата являются два шнека, установленных в корпусе таким образом, что их витки взаимно перекрываются. В зависимости от назначения аппарата витки шнеков могут быть гладкими или иметь радиальные вырезы.

Шнеки вращаются синхронно, навстречу друг другу. Обрабатываемый полуфабрикат, поступая на шнеки, затягивается в межвитковое пространство, где воспринимает значительные усилия сжатия и сдвига, которые обуславливают нарушение внутренних межфибриллярных связей, взаимное перемещение волокон, интенсивное перемешивание и разминание обрабатываемого материала.

В процессе обработки материал транспортируется шнеками к разгрузочному окну и выгружается из аппарата.

Производительность по воздушно-сухому волокну, т/сут 10-25
Диаметр рабочих шнеков, мм 260
Частота вращения шнеков, мин-1 600
Мощность привода, кВт 250
Размеры патрубков, мм:
- подвода массы 250 х 250
- отвода массы 250 х 250
Масса, кг 3700

2. Установки для пропарки и размола древесины мод. УГР-06, УПК-2 ( Петрозаводский буммаш )

Предназначены для пропарки и размола щепы в волокнистую массу, используемую в производстве древесноволокнистых плит и кровельного картона, а также в продукт, используемый в животноводстве в качестве кормовой добавки.Установки состоят из загрузочного устройства, шнекового питателя, пропарочной камеры и мельницы дисковой.

Щепа из загрузочного устройства шнековым питателем подается в пропарочную камеру, пропаривается в ней и шнеком разгрузочным транспортируется в дисковую мельницу, где размалывается до требуемой степени помола.

Параметр Тип установки
УГР-06 УПК-2
Назначение производство ДВП и кровельного картона производство кормовых добавок из осиновой щепы
Производительность по в.с. в., т/сут 30 20* 3,6
Продолжительность пропарки, мин 1-4 12
Давление избыточное, МПа 0,6-1,2 0,6-0,9
Температура пропарки, °С 165-190 165-175
Мощность главного двигателя, кВт 315 200 75
Диаметр размалывающих дисков мельниц, мм 800 500
Габаритные размеры, мм:
- длина 9900 9597 6551
- ширина 3602 3602 1994
- высота 6905 6905 4585
Масса, кг, не более 22500 22000 12000
* производительность при переработке опилок

Внешний вид небольшого импортного лабораторного рефинера показан на фотографии ниже.

Рефинер

Некоторые предприятия, изготавливающие оборудование для производства древесного волокна :

Автор статьи: Абушенко Александр Викторович