Способ переработки древесных отходов в производстве древесноволокнистых плит

Изобретение относится к безотходным и ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит (ДВП), а также к экологии, в частности к способам утилизации и переработки древесных отходов, образующихся в процессе получения ДВП. Способ включает измельчение древесных кусковых отходов, в качестве которых используют инактивированные волокносодержащие отходы производства и/или технологический брак ДВП, которые дозированно подаются на послойное сухое измельчение в зазоре между ножами ротора и контрножом статора, с последующим истиранием, фибрилляцией, сепарированием на колосниковой решетке с получением внешне и внутренне фибриллированного волокна, способного к связеобразованию. Изобретение позволяет утилизировать отходы производства путем создания безотходного замкнутого цикла производства. 3 ил.

 

Изобретение относится к безотходным и ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит (ДВП), а также к экологии, в частности к способам утилизации и переработки древесных отходов, образующихся в процессе получения ДВП.

При изготовлении ДВП как для мокрого, так и для сухого способа производства на различных этапах производства неизбежно образуются древесноволокнистые отходы. Источником вторичного волокна в производстве плит являются: отжимки импресфайнера (пробковая вода, содержащая в себе древесные частицы); куски готовых древесноволокнистых плит - отходы продольного и поперечного форматного реза от обрезных станков и технологический брак; волокно, попадающее в сточные воды. Данные виды отходов как для сухого, так и для мокрого способа производства возвращаются и используются в производстве лишь частично.

При получении ДВП отходы производства составляют около 20% всего объема перерабатываемого древесного сырья. Особенно проблематично использование в производстве и утилизация кусковых отходов от форматно-обрезных станков и технологического брака, которые составляют до 40% от общего объема отходов данного производства.

Древесные отходы от форматно-обрезных станков и технологический брак представляют собой кусковые отходы из инактивированного волокна, сформированного в плиту и прошедшего все технологические этапы производства ДВП: размол древесноволокнистой массы, формирование ковра, прессование плит и их термообработку. Кусковые отходы ДВП из инактивированного волокна при повторной обработке не способны вновь образовывать прочные межволоконные связи ввиду так называемого «необратимого ороговения». Древесные волокна данного вида отходов ввиду ороговения не способны к повторному образованию прочных межволоконных связей в готовом изделии. Использование такого вида волокон ввиду неспособности связеобразований ухудшает качественные характеристики плит, инактивированное волокно выступает только в роли наполнителя.

На некоторых предприятиях по производству ДВП мокрым способом кусковые отходы перерабатываются на топливо для котельных, предварительно измельчая до размеров, пригодных к загрузке в топочные котлы. Себестоимость такого топлива составляет более 5000 руб./м3 при цене топливной щепы 216-260 руб./м3, при этом забиваются колосники котлов, что негативно влияет на их работу, и увеличиваются выбросы в атмосферу, тем самым ухудшая экологические показатели окружающей среды. Отходы от продольного реза форматно-обрезных станков частично используются в производствах мокрым способом. Они замачиваются и измельчаются в быстроходных дисковых рафинерах, при этом качество готовой продукции неизменно ухудшается. При сухом способе производства кусковые отходы ДВП от форматно-обрезных станков не используются вовсе, полностью отправляются на сжигание или на полигоны отходов.

Исследования показали неэффективность использования ножевой обработки инактивированного волокна для повторного использования. Существующие способы использования кусковых отходов производства ДВП в производстве плит и древесных композиций ухудшают физико-механические характеристики продукции при соблюдении существующей технологии, требуют использования нового оборудования и новых затратных технологий. Технологий, позволяющих использование кусковых отходов в ДВП, не ухудшая физико-механических характеристик, не существует.

Известен способ переработки отходов бумаги с одно- или двухсторонним пленочным покрытием. Сущность способа состоит в предварительной механической обработке отходов путем одновременного воздействия колющего и разрывающего усилия и пропарки и измельчении путем одновременного воздействия усилий сжатия и сдвига с последующей промывкой и сортированием (1).

Недостаток способа - ограниченная область применения. Этот способ целесообразно применять только при переработке ламинированных целлюлозосодержащих материалов (аналог).

Известен способ, когда при изготовлении плитного материала древесные отходы до получения нужных фракций распускают в гидроразбивателе, разбавляют водой до концентрации 1-3% и подают в емкость с мешалкой, куда подают также измельченные древесные отходы или другие растительные отходы и добавки для придания плитам специальных свойств (2).

Древесные отходы измельчают боковыми фрезами обрезных станков до размеров фракционированных частиц 34 г, замачивают до концентрации 1,5-3%, распускают в гидроразбивателе до необходимых фракций, смешивают с технологической массой первой ступени размола, готовую массу размалывают до технологических параметров. Остальные кусковые отходы идут на сжигание (прототип).

Недостатком является технологическая сложность, полученное волокно может выступать только как наполнитель.

Изобретение решает задачу переработки кусковых отходов от форматно-обрезных станков и технологического брака для получения древесного волокна средней и мелкодисперсной фракций.

Технический результат заключается в утилизации отходов производства путем создания безотходного замкнутого цикла производства.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки древесных отходов в производстве древесноволокнистых плит, включающем измельчение древесноволокнистых кусковых отходов, новым является то, что древесноволокнистые кусковые отходы подвергают одновременному измельчению, резанью, раздиранию, расчесыванию и раздавливанию роторными ножами.

Предлагается переработка кусковых отходов от форматно-обрезных станков и технологического брака способом сухого измельчения на ножевой роторной мельнице. Этот способ позволяет получить из кусковых отходов ДВП волокно средней и мелкодисперсной фракций, исключает технологические операции по его замачиванию, транспортировке и измельчению в дисковых размольных машинах. Гранулометрический состав волокна, полученного на роторной мельнице предлагаемым способом, позволяет участвовать ему в процессе плитообразования не только в качестве наполнителя тела плиты, но и как связующего волокна.

Расположение ножей на роторе обеспечивает минимальный рубящий эффект. В процессе измельчения происходит резание, рубка и раздирание волокносодержащих кусковых отходов на волокна с последующим их истиранием и фибрилляцией.

Дополнительно на фотографиях 1 и 2 показаны волокна, полученные различными способами.

На фиг.1 показана схема роторной мельницы для сухого роспуска волокносодержащих кусковых отходов;

на фото1 - фотографии волокна, полученного различными способами: а) вторичное волокно обработанное в роторной мельнице, б) вторичное волокно обработанное в гидроразбивателе, в) вторичное волокно обработанное в дисковой мельнице;

на фото 2 представлена фибрилляция волокна, инактивированное волокно, увеличение 1480 раз: а) инактивированное волокно, сухой способ, увеличение 1480 крат, б) инактивированное волокно, мокрый способ, увеличение 1480 крат.

Устройство для измельчения кусковых отходов содержит вал-ротор 1; корпус 2; ножи 3; колосниковую решетку 4; контрнож 5; приемное устройство (питатель) 6; боковую сетку 7 и калиброванные отверстия.

Пример 1 (по способу-аналогу). Исходные отходы - кусковые отходы ДВП в количестве 0,25 м3 - подвергают предварительной механической обработке в аппарате ножевого типа при скорости движения валов 28 оборотов в минуту до размера кусков 5×5 см. Затем предварительно обработанные отходы измельчают в молотковой дробилке, снабженной молотками с двухсторонним скосом рабочей поверхности. Процесс ведут при окружной скорости молоткового ротора 3000 оборотов в минуту и скорости движения воздушно-материального потока 15 м/с. Затем измельченные частицы сепарируют через комбинированное сито с диаметром отверстий 10 мм. После этого измельченный готовый продукт удаляют из рабочей зоны через камеру с разрежением воздуха 110 мм водяного столба.

Готовый измельченный продукт (ГИП) по своим гранулометрическим размерам не соответствует требованиям производства ДВП, фракционный показатель качества волокна не более 16 г.

Пример 2 (по способу-прототипу). Древесные отходы объемом 0,25 м3 измельчают до получения фракции не крупнее 3/- и распускают в гидроразбивателе, разбавляют водой до концентрации 1-3% и подают в емкость с мешалкой, смешивая с рабочей массой.

Готовый измельченный продукт по своим гранулометрическим размерам соответствует требованиям производства ДВП, фракционный показатель качества волокна 30-32 г, но ороговение и отсутствие фибрилляции полученных волокон исключает их участие в образовании межволоконных связей.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Кусковые волокносодержащие отходы 0,25 м разрабатывают на ножевой роторной мельнице (фиг.1). Кусковые отходы волокносодержащих материалов разрабатываются валом-ротором 1, установленным в корпусе 2. Ножи 3, закрепленные на вале-роторе, измельчают материал, вращаясь вдоль колосниковой решетки 4. Рабочий зазор выставляется контрножом 5, закрепленным на приемном устройстве (питателе) 6. Разработанное инактивированное волокно выводится из устройства через боковую решетку 7 и колосниковую решетку, проходя через калиброванные отверстия 8.

Сепарированное через боковую и колосниковую решетки инактивированное волокно подают в емкости с рабочей массой для изготовления древесноволокнистых плит. Полученное волокно фибриллировано, способно к связеобразованиям, фракционный показатель качества волокна 39-47 г. Древесные кусковые отходы подвергают одновременному измельчению, резанью, раздиранию, расчесыванию и раздавливанию роторными ножами.

При обработке древесных отходов данным способом инактивированное волокно, полученное из кусковых отходов от форматно-обрезных станков, приобретает определенные свойства и морфологические характеристики. Они позволяют обеспечить новые когезионные связи в структуре плиты за счет внутреннего фибриллирования волокон. Т.е. волокно, полученное таким способом размола, выступает уже не как наполнитель, а как связеобразователь.

Конструкция позволяет подбирать минимальную скорость поступления кусков ДВП для переработки в расчете на одну режущую кромку. При дозированной подаче на послойное измельчение проявляется эффект «расчеса» волокна, имеет место наружная и внутренняя фибрилляция полученных инактивированных волокон. Величина подачи на одну режущую кромку подбирается под толщину требуемого к получению волокна, при этом установленные контрножи дополнительно подвергают механическому раздиранию тело плиты и вырыв отдельных волокон. Полученное волокно имеет «распушенный» вид, легко транспортируется, хорошо переплетается при формировании ковра. Полученная древесноволокнистая плита, в состав которой вводили инактивированное волокно 8% (доля всех кусковых отходов в пересчете на а.с.в.), соответствовала ГОСТам.

Предложенный способ использования кусковых отходов в производстве ДВП является эффективной мерой утилизации отходов и снижения себестоимости древесноволокнистых плит и решает технологические, экономические и экологические задачи:

1) экономия исходного древесного сырья в производстве ДВП;

2) возможность эффективно использовать отходы, способствуя решению проблемы их утилизации, улучшая экологическое состояние промышленных площадок деревообрабатывающих предприятий;

3) снижение расходов предприятий на очистку промышленных площадок и вывозку отходов на полигоны.

Таким образом, использование кусковых отходов в производстве ДВП по предлагаемому способу позволит при уменьшении себестоимости за счет снижения расхода исходного сырья сохранить эксплуатационные свойства готовых плит.

Источники информации

1. RU 2034702, МПК B27N 3/04, заявка №93030446/15, 10.06.1993, опуб. 10.05.1995.

2. RU 2060828, МПК B02C 13/04, заявка №93003696/33, 27.01.1993, опуб. 27.05.1996.

Способ переработки древесных отходов в производстве древесноволокнистых плит, включающий измельчение древесных кусковых отходов, отличающийся тем, что в качестве древесных кусковых отходов используют инактивированные волокносодержащие отходы производства и/или технологический брак ДВП, которые дозированно подаются на послойное сухое измельчение в зазоре между ножами ротора и контрножом статора, с последующим истиранием, фибрилляцией, сепарированием на колосниковой решетке с получением внешне и внутренне фибриллированного волокна, способного к связеобразованию.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству пробковых плит, используемых для изоляции поверхностей холодильного оборудования, а также в качестве теплоизоляционного материала в строительстве.

Изобретение относится к связующим веществам для получения материалов на основе древесной стружки и/или древесного волокна. Предлагаемое связующее вещество содержит конденсационную смолу на основе альдегида, добавки и реакционную водорастворимую добавку, содержащую смесь пептидов/аминокислот без содержания высоковязких и нерастворимых в воде белков.
Изобретение относится к производству пробковых плит. Способ включает подготовку пробковой крошки, ее прессование в плиты, тепловую обработку при температуре 290-300°С и охлаждение.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ ориентации древесных частиц включает последовательную подачу стружки на верхний и нижний уровни направляющих органов, имеющих определенный шаг ориентации, и их перемещение со скоростями, зависящими от высот падения частиц.
Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления древесно-стружечных плит, которые используются как облицовочно-декоративный, теплоизоляционный и конструкционный материал в гражданском, промышленном, сельскохозяйственном строительстве, судостроении, при изготовлении мебели и товаров народного потребления, при изготовлении мебели и товаров народного потребления.
Изобретение относится к безотходным и малоотходным ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит, а также экологии. .

Изобретение относится к способу изготовления древесно-волокнистых изоляционных плит, причем древесные волокна перемешивают с термопластическими синтетическими волокнами в качестве вяжущего средства и из этого изготавливают волокнистый мат, а в качестве синтетических волокон используют многокомпонентные волокна, имеющие, по меньшей мере, первый и второй компоненты с разными точками плавления, причем волокнистый мат нагревают так, что второй компонент синтетических волокон размягчается и, причем, волокнистый мат при изготовлении изоляционной плиты охлаждают.
Изобретение относится к способу получения древесных материалов из продуктов измельчения на основе лигноцеллюлозы, с уменьшенной эмиссией летучих органических соединений и альдегидов.

Изобретение относится к клеевым композициям, приготовленным из низкомолекулярных полиамидоамин-эпигалогидриновых смол и белков или лигнина. .

Изобретение относится к древесным и/или композитным древесным материалам, в частности древесноволокнистым плитам, широко используемым в качестве исходного материала во многих перерабатывающих отраслях. Описывается применение материала, выбранного из группы производных фенола формулы IV, V , VI и их смеси в качестве посредника при производстве содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий, в частности древесноволокнистых и/или композитных материалов. Особо предпочтительными материалами в группе производных фенола формулы IV являются ацетосирингон при R1, R2, R3 = метил, и сирингальдегид при R1, R2 = метил, R3 = H; в группе формулы V - ацетованилон при R1, R2 = метил, R3 = H, ванилин при R1 = метил, R2, R3 = H и этилванилин при R1 = этил, R2, R3 = H; в группе формулы VI- метилсирингат при R1, R2=метокси, R3=метил и ванилиновая кислота при R1, R3=H, R2=метокси. Указанный материал применяют совместно, по меньшей мере, с одним окисляющим фенол ферментом при соотношении, равном ≥ 0,5 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника до ≤ 40 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника. Описываются также способ изготовления содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий с использованием указанного материала и формовое изделие, полученное при этом. Изобретение обеспечивает упрощение технологии древесноволокнистых плит при сохранении их физико-химических показателей. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.
Изобретение относится к области производства строительных материалов. Для получения древесностружечных плит путем прессования древесностружечных отходов предварительно древесностружечные отходы в виде опилок размером 1-3 мм перемешивают с хлоридом железа (III) в количестве 16,5 - 22% от веса опилок с последующим прессованием при давлении 28-32 МПа и температуре 145-155°С в течение 20 минут. Изобретение позволяет получить экологически чистые, нетоксичные, дешевые строительные материалы, имеющие низкое возгорание. 1 таб.
Изобретение относится к составу пресс-композиции для получения радиозащитных плитных материалов и способу их изготовления. Изобретение может быть использовано, например, при производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитных материалов для изготовления экологически безопасной радиозащитной мебели. Пресс-композиция в зависимости от дисперсности и пористости заполнителя содержит 22-65 мас.% связующего по сухому веществу. Связующее представляет собой раствор 4-15 мас.% ультрадисперсного активного углерода с размером частиц 20-80 нм и удельной поверхностью 50-200 м2/г в жидком стекле с концентрацией SiO2 18-24 мас.%, получаемый в смесителе-диспергаторе со скоростью вращения мешалки до 1700 об/мин, стабилизированный добавкой 3-6 мас.% насыщенного раствора лигносульфоната аммония. В связующее дополнительно может быть введен высокодисперсный коллоидный графит. При изготовлении плитного материала используется холодное прессование или отверждение с пригрузом. Наличие эффективного радиопоглощающего наполнителя в связующем обеспечивает высокие радиозащитные свойства получаемого плитного материала. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Применение летавина, продукта направленной конденсации фосфорной кислоты и карбамида в присутствии катализатора с молекулярной массой ММ=300±20 с долей фосфора в продукте Р=17±1 % с величиной рН=4,0±0,5, в качестве компонента древесных плит на основе амидоформальдегидных смол, или на основе карбамидоформальдегидных смол, или компонента наружных слоев древесно-стружечных плит класса эмиссии формальдегида Е0,5% в количестве 1,6-3,2% от массы древесной стружки. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки, улучшить процесс отверждения и структуру образующегося полимера. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Предложен древесно-композитный материал с плотностью 200-550 кг/м3, предпочтительно 300-550 кг/м3, и модулем упругости 4000-12000 МПа, предпочтительно 5000-12000 МПа, особенно предпочтительно 6000-12000 МПа. Модуль упругости измеряют посредством четырехточечного испытания на изгиб по EN 789. Причем древесно-композитный материал содержит связующее и макроволокна с коэффициентом формы более 20. Под коэффициентом формы понимают отношение длины волокон к их ширине. Связующее имеет пенистую структуру. При этом 90-95% пор имеют размер пор 30-500 мкм. Причем связующее при свободном вспенивании образует пену с плотностью 30-300 кг/м3. Способ изготовления этого древесно-композитного материала предусматривает изготовление макроволокон, ориентацию макроволокон, нанесение связующего, замыкание пресса и вспенивание связующего. Причем систему связующего регулируют так, что процесс вспенивания начинается преимущественно лишь после замыкания пресса. При замыкании пресса или пресс-формы макроволокна предпочтительно лишь минимально уплотняются. Также предложено изделие из этого древесно-композитного материала. Изобретение позволяет получить древесно-композитный материал с малой плотностью и подходящим для изготовления несущих элементов модулем упругости. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесных плит. Легкая однослойная древесная плита имеет объемную плотность менее 500 кг/м3. Древесная плита состоит из смеси дробленой и резаной щепы. При этом относительно общего количества древесины в плите количество дробленой щепы составляет от 5 до 30%, а резаной щепы - от 70 до 95%. Длина щепы в среднем составляет менее 40 мм. Для изготовления древесной однослойной плиты щепу покрывают клеем в барабанном смесителе и распределяют с помощью распределительной головки, а затем сжимают под давлением при повышенной температуре. Снижается вес получаемых древесных плит. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к адгезивной композиции, компонентному объекту, содержащему адгезивную композицию, к способу получения адгезивной композиции, к композиции, полученной способом по изобретению, к способу склеивания адгезивной композицией. Адгезивная композиция содержит по меньшей мере один деацетилированный хитозан, кислоту и дополнительное соединение. Адгезивная композиция по изобретению предназначена для конструкционного склеивания различных типов материалов. Технический результат, достигаемый при использовании адгезивной композиции по изобретению, заключается в том, чтобы обеспечить улучшение прочности клеевого соединения и устранить риски для здоровья и окружающей среды. 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр., 8 табл.
Группа изобретений относится к экструдированному композиционному материалу, способу его получения и к применению. Композиционный материал содержит древесноволокнистый материал и полимер. Древесноволокнистый материал представляет собой материал из сердцевины дерева, в котором содержание сучков или ветвей составляет по меньшей мере 20 масс. %, или березовую кору, или древесный материал, пропитанный экстрактом, полученным экстракцией сучков, ветвей или коры. Содержание полимера составляет 5-25% от массы композиционного материала. Материал из сердцевины дерева является материал из сосны. Полимер представляет собой полиалкилен или биополимер. Твердый композиционный материал получают путем смешивания древесноволокнистого материала и полимера и экструдирования смеси. Композиционный материал применяют в качестве строительного, декоративного, упаковочного, транспортировочного или мебельного материала. Обеспечивается повышение твердости, уменьшение влагопоглощения и набухаемости. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 табл.
Наверх