Производство мягких древесностружечных плит
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Братский государственный ниверситет
Кафедра Строительное материаловедение и технологии
Технология стеновых, отделочных и
изоляционных материалов
Курсовой проект
Производство мягких древесностружечных плит
Выполнил:
ст. гр. СТ-01-2 С.В. Рожнев
Проверил:
к.т.н., доцент.В. Косых
Братск 2005.
Содержание
TOC o "1-3" h z u Введение. - 4 -/a>
a href="#_Toc104788467">Древесные плиты. ДВП. - 5 -/a>
Основные понятия. - 5 -/a>
Сырье для производства ДВП.. - 5 -/a>
a href="#_Toc104788470">Технология производства мягких (изоляционных) ДВП.. - 7 -/a>
Технологическая схема производства мягких (изоляционных) ДВП.. - 8 -/a>
Стадия приготовления щепы.. - 9 -/a>
Стадия получения древесного волокна. - 9 -/a>
Стадия подготовки волокнистой массы.. - 10 -/a>
Стадия тепловой обработки. - 11 -/a>
a href="#_Toc104788477" rel="nofollow" >Применение. - 12 -/a>
a href="#_Toc104788478">Список литературы.. - 13 -/a>
br clear="all"> Введение/h1>
Повышенный интерес к древесным композиционным материалам (композитам) обусловлен рядом причин: низкой стоимостью древесного сырья, малыми затратами труда и энергии при производстве древесных композиционных материалов и изделий из них, ценными, в отдельных случаях и уникальными, свойствами этих композитов, непрерывной возобновляемостью древесных ресурсов и др.
По данным Отдела леса и лесных продуктов продовольственной сельскохозяйственной комиссии Организации Объединенных Наций (ФАО ООН), производство в мире только трех древесных композиционных материалов в объемных единицах превосходит производство сталей, пластмасс и алюминия.
Композиционные материалы состоят из двух или более компонентов (фаз), между которыми имеется граница раздела.
Понятие композиционного материала в широком смысле, безусловно, включает и природные материалы, например древесину. Таким образом, древесными композиционными материалами должны быть названы материалы, состоящие из древесины или ее частиц и одного или нескольких других компонентов (металла, полимера, минерала), между которыми имеется граница раздела.
В древесном композите граница раздела между компонентами может проходить по наружной поверхности и по внутренней поверхности, т.е. по поверхности сосудов, волокон и пор древесины.
Увеличение производства древесных композитов в значительной мере определяется тем, что объем потребления материалов на планете каждые 11 лет дваивается, запасы сырья для производства традиционных материалов ограничены и не восстанавливаются.
В этих словия особенно пристальное внимание обращено на древесные материалы. Ежегодный прирост твердой биомассы лесов мира 50 млрд. т, прирост промышленной древесины составляет 3,5-4 млрд.т в год, добывается в мире лишь 1,1-1,3 млрд. т в год. Из всего лесного массива используется около 7,5% древесины, причем в так называемых лотходах оказывается не менее 30% промышленной древесины. Следовательно, сейчас в мире образуется 330-1200 млн. т (ориентировочно 660-2400 млн. плотных кубометров) лотходов древесины, из которых можно изготавливать композиционные материалы в количествах, равных выпуску стали, алюминия и пластмасс, вместе взятых по массе. Эта сырьевая база не иссякнет и в дальнейшем, так как лес непрерывно возобновляется и жизнь на планете возможна лишь при наличии леса, дающего кислород и защищающего людей экологически. Возобновляемость и высокая экономическая эффективность − основные факторы, гарантирующие древесным композитам положение материалов будущего. Их дополняют невысокая плотность (50-1400 кг/м3), достаточная прочность (до 300 Па).
Древесные пластики (wood plastics, holzplaste, plastiques du bois) - материалы на основе древесины, подвергнутой термической обработке под давлением (пластификации). Древесные пластики делятся на: 1) древесину прессованную (пластифицированную); 2) древесно-слоистые пластики; 3) древесную пресскрошку; 4)древесные плиты (древесноволокнистые и древесностружечные).
Древесные плиты. ДВП./h1>
Основные понятия/h2>
Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из переплетных древесных волокон. Изготавливают их из древесных отходов или из низкокачественной древесины. В отдельных случаях в зависимости от словий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и древесину в круглом виде. Наиболее распространенные способы изготовления плит - мокрый и сухой.
Промежуточными между ними, причем менее распространенными, будут мокро-сухой и полусухой способы.
Мокрый способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности 60-70%).
Сухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 5-8%.
Полусухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 16-18 %.
Мокро-сухой способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде, сушке полотен и горячем прессовании сухих полотен, имеющих влажность, близкую к нулю.
В процессе изготовления плит любым из названных способов древесину сначала измельчают в щепу, затем щепу превращают в волокна, из которых формируют ковер. Ковер разрезают на полотна.
Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получаю твердые или полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты.
В волокнистую массу для придания водостойкости вводят различные эмульсии (парафиновые, смоляные, масляные) и осадители (сернокислый алюминий). Плиты формируются на отливочных машинах. Влажность плит после отливок достигают 70%. По этому изоляционные плиты поступают на сушку, а твердые и полутвердые прессуют в горячих многоэтажных прессах (t 135
Ц180 0C). Твердые и сверх твердые плиты затем проходят закалку при t 150 - 170 0C с последующим влажнением до
5 - 7% (по массе).
В основу деления плит на виды и марки положены средняя плотность и прочность при изгибе. В зависимости от средней плотнности ДВП разделяют на виды: мягкие (М) со средней плотнонстью не более 350 кг/м3;
полутвердые (ПТ) - не менее 400 кг/м3; твердые (Т) - не менее 850
кг/м3 и сверхтвердые (СТ) - не меннее 950 кг/м3.
В зависимости от прочности при изгибе ДВП разделяют на марки: М-4; М-12; М-20; ПТ-100; Т-350; Т-400; СТ-500. В словнном обозначении марки цифры отражают величину прочности при изгибе в кгс/см2 или в Па, если цифровые индексы меньшены в 10 раз.
Существенный показатель качества сверхтвердых, твердых и полутвердых плит - гигроскопичность. Стандарт допускает величину набухания плит после суточного нахождения испытываемых образцов в воде: для твердых и полутвердых - не более 20%, для сверхтвердых не более 12%. Водопоглощение же установлено: для сверх твердых плит - 15%, для твердых - 30%, для полутвердых Ц
40%. Плиты, изготовленные сухим способом, обладают значительно меньшей гигроскопичностью 10 - 12% так как при их изготовлении применяют фенолформальдегидные смолы.
Сырье для производства ДВП/h2>
Сырьем для ДВП могут служить любые волокнистые мантериалы растительного происхождения, если их волокна достаточнно длинные, гибкие и прочные: все виды древесины, стебли пшенницы,
хлопчатника, кукурузы, кенафа и др. Однако основными видами сырья, широко используемыми в производстве, являются: неделовая древесина, т.е. непригодная для строительных и иных целей (долготье и коротье); отходы лесопиления
(горбыль, рейка, вырезки); отходы спичечного и фанерного производства (шпон некондиционный, брак соломки и лом коробки); бумажная макунлатура.
Целесообразность применения того или иного вида сырья зависит, прежде всего, от того, есть ли оно в данном районе, от стоимости, словий доставки к месту переработки.
Основное сырье Ч древесина - состоит из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы, образующих оболочку клеток, также из смол, эфирных масел, дубильных и красящих веществ,
заполняющих клетки. Целлюлоза - химически стойкое вещество, не растворяющееся в воде и гидролизующееся при давлении 1...1,5 Па и температуре 180
Лигнин - аморфное вещество, представляющее собой сложное сочетание нескольких химических соединений. Химически он меннее стоек, чем целлюлоза, но не гидролизуется. В производстве ДВП лигнин повышает выход массы и в процессе прессования способствует образованию дополнительных связей между волокннами. Гемицеллюлоза по составу близка к целлюлозе и состоит из пентозанов и гексозанов. Гексозаны при горячем прессовании гидролизуются и способствуют образованию смолоподобных прондуктов.
Технология производства мягких (изоляционных) ДВП/h1>
Технология древесноволокнистых плит довольнно сложна и энергоемка. Процесс производства ДВП можно разнделить на две практически самостоятельные части: получение древесных волокон путем последовательного измельчения древенсины и переработка волокон в изделия.
Получение древесных волокон - процесс весьма многодельный и энергоемкий, он включает следующие последовательно осущестнвляемые операции: снятие коры с древесины (окоривание),
раснпиловку дровяного долготья, колку толстых чураков, рубку дренвесины в щепку, размол щепы и получение волокнистой массы. Далее производят подготовку волокнистой массы путем ее сорнтировки, сгущения и проклейки.
Формование изоляционных ДВП осуществляют мокрым спонсобом из гидромасс, который основан на свободном их обезвожинвании с последующим вакуумированием и подпрессовкой.
Произнводственный процесс заканчивается сушкой изделий.
Прочность мягких ДВП обеспечивается только за счет перенплетения древесных волокон,
(свойлачиваемое), поэтому к дренвесному волокну для этого типа продукции предъявляют повышенные требования. Для обеспечения лучшей свойлачиваемости волокна должны иметь высокую дельную поверхность и быть донстаточно длинными,
поэтому в данном случае предпочтение отданется древесине хвойных пород.
Технологическая схема производства мягких (изоляционных) ДВП/h2>
Неделовая древесина или отходы
(склад)
Окоривание древесины
(корообдирочный барабан)
Распиловка долготья
(балансирные пилы)
Распиловка долготья
(балансирные пилы)
Раскалывание чураков
(механические колуны)
Приготовление щепы
(рубильные машины)
Получение волокна
(дефибраторы, рафинеры)
Получение гидромассы
(массные бассейны)
Сгущение гидромассы
(сгустители)
Проклейка гидромассы
(массные бассейны)
Проклеивающие
вещества
Формирование полотна
(отливочные машины)
Раскройка полотна на плиты
(ножи продольной и поперечной резки)
Сушка изделия
(многоярусная сушилка)
Механическая обработка
(форматные станки)
Механическая обработка
(форматные станки)
Склад готовой продукции
Применение/h1>
Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, тепления кровель (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов и т.п.). Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного тепления стен, потолков и полов, также для величения прочности стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия и потолков перед окончательной отделкой. Ветрозащитные изоляционные плиты применяются для плотнения и прочнения внешних стен, потолков и крыш зданий. Их также применяют в качестве выравнивающих слоев под твердые покрытия полов и звукоизоляционных прокландок.
Изготовление ДВП - один из перспективных способов использования древесных отходов и неделовой древесины.
Список литературы/h1>
1.
Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: учеб.
для вузов по спец. Пр-во строит. изделий и конструкций. − М.: Высш.
шк., 1989.
2.
Вигдорович А.И., Сагалаев Г.В., Поздняков А.А. Древесные композиционные материалы машиностроения: справочник. М: Машиностроение, 1991.
3.
Ковальчук Л.М. Производство деревянных клеевых конструкции. М: Лесная промышленность,
1987.
4.
Поташев О.Е., Лапшин Ю.Г. Механика древесных плит М: Лесная промышленность, 1980.
5.
Ребрин С.П., Мерсов Е.Д., Евдокимов Е.Г. Технология древесноволокнистых плит. М:
Лесная промышленность, 1982.
6.
Эльберт А.А. Химическая технология древесностружечных плит М: Лесная промышленность,
1984.
Древесноволокнистыми плитами называются листовые материалы, сформированные из переплетных древесных волокон. Изготавливают их из древесных отходов или из низкокачественной древесины. В отдельных случаях в зависимости от словий снабжения предприятия сырьем применяют одновременно как древесные отходы, так и древесину в круглом виде. Наиболее распространенные способы изготовления плит - мокрый и сухой. Промежуточными между ними, причем менее распространенными, будут мокро-сухой и полусухой способы.
Мокрый способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в водной среде и горячем прессовании нарезанных из ковра отдельных полотен, находящихся во влажном состоянии (при относительной влажности 60-70%).
Сухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 5-8%.
Полусухой способ основан на формировании ковра из высушенной древесноволокнистой массы в воздушной среде и горячем прессовании полотен, имеющих влажность 16-18 %.
Мокро-сухой способ основан на формировании ковра из древесноволокнистой массы в водной среде, сушке полотен и горячем прессовании сухих полотен, имеющих влажность, близкую к нулю.
В процессе изготовления плит любым из названных способов древесину сначала измельчают в щепу, затем щепу превращают в волокна, из которых формируют ковер. Ковер разрезают на полотна. Сухие полотна прессуют в твердые плиты. Влажные полотна или прессуют, получаю твердые или полутвердые плиты, или сушат, получая мягкие (изоляционные) плиты.
В волокнистую массу для придания водостойкости вводят различные эмульсии (парафиновые, смоляные, масляные) и осадители (сернокислый алюминий). Плиты формируются на отливочных машинах. Влажность плит после отливок достигают 70%. По этому изоляционные плиты поступают на сушку, а твердые и полутвердые прессуют в горячих многоэтажных прессах (t 135 Ц180 0C). Твердые и сверх твердые плиты затем проходят закалку при t 150 - 170 0C с последующим влажнением до 5 - 7% (по массе).
В основу деления плит на виды и марки положены средняя плотность и прочность при изгибе. В зависимости от средней плотнности ДВП разделяют на виды: мягкие (М) со средней плотнонстью не более 350 кг/м3; полутвердые (ПТ) - не менее 400 кг/м3; твердые (Т) - не менее 850 кг/м3 и сверхтвердые (СТ) - не меннее 950 кг/м3.
В зависимости от прочности при изгибе ДВП разделяют на марки: М-4; М-12; М-20; ПТ-100; Т-350; Т-400; СТ-500. В словнном обозначении марки цифры отражают величину прочности при изгибе в кгс/см2 или в Па, если цифровые индексы меньшены в 10 раз.
Существенный показатель качества сверхтвердых, твердых и полутвердых плит - гигроскопичность. Стандарт допускает величину набухания плит после суточного нахождения испытываемых образцов в воде: для твердых и полутвердых - не более 20%, для сверхтвердых не более 12%. Водопоглощение же установлено: для сверх твердых плит - 15%, для твердых - 30%, для полутвердых Ц 40%. Плиты, изготовленные сухим способом, обладают значительно меньшей гигроскопичностью 10 - 12% так как при их изготовлении применяют фенолформальдегидные смолы.
Сырье для производства ДВП/h2>
Сырьем для ДВП могут служить любые волокнистые мантериалы растительного происхождения, если их волокна достаточнно длинные, гибкие и прочные: все виды древесины, стебли пшенницы, хлопчатника, кукурузы, кенафа и др. Однако основными видами сырья, широко используемыми в производстве, являются: неделовая древесина, т.е. непригодная для строительных и иных целей (долготье и коротье); отходы лесопиления (горбыль, рейка, вырезки); отходы спичечного и фанерного производства (шпон некондиционный, брак соломки и лом коробки); бумажная макунлатура.
Целесообразность применения того или иного вида сырья зависит, прежде всего, от того, есть ли оно в данном районе, от стоимости, словий доставки к месту переработки.
Основное сырье Ч древесина - состоит из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы, образующих оболочку клеток, также из смол, эфирных масел, дубильных и красящих веществ, заполняющих клетки. Целлюлоза - химически стойкое вещество, не растворяющееся в воде и гидролизующееся при давлении 1...1,5 Па и температуре 180
Лигнин - аморфное вещество, представляющее собой сложное сочетание нескольких химических соединений. Химически он меннее стоек, чем целлюлоза, но не гидролизуется. В производстве ДВП лигнин повышает выход массы и в процессе прессования способствует образованию дополнительных связей между волокннами. Гемицеллюлоза по составу близка к целлюлозе и состоит из пентозанов и гексозанов. Гексозаны при горячем прессовании гидролизуются и способствуют образованию смолоподобных прондуктов.
Технология производства мягких (изоляционных) ДВП/h1>
Технология древесноволокнистых плит довольнно сложна и энергоемка. Процесс производства ДВП можно разнделить на две практически самостоятельные части: получение древесных волокон путем последовательного измельчения древенсины и переработка волокон в изделия.
Получение древесных волокон - процесс весьма многодельный и энергоемкий, он включает следующие последовательно осущестнвляемые операции: снятие коры с древесины (окоривание), раснпиловку дровяного долготья, колку толстых чураков, рубку дренвесины в щепку, размол щепы и получение волокнистой массы. Далее производят подготовку волокнистой массы путем ее сорнтировки, сгущения и проклейки.
Формование изоляционных ДВП осуществляют мокрым спонсобом из гидромасс, который основан на свободном их обезвожинвании с последующим вакуумированием и подпрессовкой. Произнводственный процесс заканчивается сушкой изделий.
Прочность мягких ДВП обеспечивается только за счет перенплетения древесных волокон, (свойлачиваемое), поэтому к дренвесному волокну для этого типа продукции предъявляют повышенные требования. Для обеспечения лучшей свойлачиваемости волокна должны иметь высокую дельную поверхность и быть донстаточно длинными, поэтому в данном случае предпочтение отданется древесине хвойных пород.
Технологическая схема производства мягких (изоляционных) ДВП/h2>
Неделовая древесина или отходы (склад) Окоривание древесины (корообдирочный барабан) Распиловка долготья (балансирные пилы) Распиловка долготья (балансирные пилы) Раскалывание чураков (механические колуны) Приготовление щепы (рубильные машины) Получение волокна (дефибраторы, рафинеры) Получение гидромассы (массные бассейны) Сгущение гидромассы (сгустители) Проклейка гидромассы (массные бассейны) Проклеивающие вещества Формирование полотна (отливочные машины) Раскройка полотна на плиты (ножи продольной и поперечной резки) Сушка изделия (многоярусная сушилка) Механическая обработка (форматные станки) Механическая обработка (форматные станки) Склад готовой продукции Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, тепления кровель (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов и т.п.). Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного тепления стен, потолков и полов, также для величения прочности стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия и потолков перед окончательной отделкой. Ветрозащитные изоляционные плиты применяются для плотнения и прочнения внешних стен, потолков и крыш зданий. Их также применяют в качестве выравнивающих слоев под твердые покрытия полов и звукоизоляционных прокландок. Изготовление ДВП - один из перспективных способов использования древесных отходов и неделовой древесины. 1.
Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: учеб.
для вузов по спец. Пр-во строит. изделий и конструкций. − М.: Высш.
шк., 1989. 2.
Вигдорович А.И., Сагалаев Г.В., Поздняков А.А. Древесные композиционные материалы машиностроения: справочник. М: Машиностроение, 1991. 3.
Ковальчук Л.М. Производство деревянных клеевых конструкции. М: Лесная промышленность,
1987. 4.
Поташев О.Е., Лапшин Ю.Г. Механика древесных плит М: Лесная промышленность, 1980. 5.
Ребрин С.П., Мерсов Е.Д., Евдокимов Е.Г. Технология древесноволокнистых плит. М:
Лесная промышленность, 1982. 6.
Эльберт А.А. Химическая технология древесностружечных плит М: Лесная промышленность,
1984.
Применение/h1>
Список литературы/h1>