Технологическая карта производства древесностружечных плит
Курсовая работа
Технологическая карта производства древесностружечных плит
Введение
плита сточный древесностружечный утилизация
Древесно-стружечная плита - листовой композиционный материал, изготовленный путем горячего прессования древесных частиц, преимущественно стружки, смешанных со связующим неминерального происхождения с введением при необходимости специальных добавок (6-18% от массы стружек) на одно- и многоэтажных периодических прессах (0,2-5 МПа, 100-140°С) или в непрерывных ленточных, гусеничных либо экструзионных агрегатах.
Древесно-стружечные плиты появились в 1940-х годах в США для временной мебели американских беженцев.
В настоящее время является широко распространенным конструкционным материалом для производства мебели, применяется в строительстве и др. [1].
Производство ДСП в России в сентябре 2013 года составило 589 тысяч кубометров, что на 1,4% больше, чем в прошлом году.
В целом объемы производства лесопромышленной продукции имеют тенденцию к снижению (и это вписывается в общеэкономическую тенденцию), но по отдельным, к сожалению, не самым важным позициям, заметен существенный рост[2].
Общая характеристика производства
Технологический процесс изготовления плит слагается из ряда технологических операций, общее число которых может быть очень большим, изменяться как по числу и составу операций, так и по очередности их выполнения, зависящих от вида сырья, конструкции плит, оборудования, транспортных путей, доставки сырья и отправки готовых плит потребителям и других факторов, в том числе имеющих и частное значение. Из общего числа технологических операций целесообразно выделить основные, определяющие принципиальные условия изготовления плит и очередность следовании таких операций друг за другом. Знание технологического процесса поможет лучшей его организации с учетом местных условий, определяющих технико-экономические показатели производства плит на предприятиях.
Технологический процесс включает следующие основные операции: подготовка древесного сырья; подача в производство и разделка древесного сырья; измельчение древесины в щепу и сортирование щепы; изготовление древесных частиц; сушка древесных частиц; сортирование древесных частиц и измельчение крупной фракции; транспортирование и хранение смолы и химикатов; приготовление связующего; смешивание древесных частиц со связующим; формирование стружечного ковра и разделение его на пакеты; подпрессовка стружечного пакета; прессование древесностружечных плит; охлаждение, выдержка и обрезка ДСтП; шлифование и сортирование; укладка и хранение плит. Каждая из перечисленных операций выполняется в определенной технологической последовательности и сопровождается образованием отходов и получением полуфабрикатов.
Подготовка сырья включает: поставку сырья в виде круглых сортиментов, технологической щепы, отходов; выгрузку сырья с использованием кранов, элеваторов и конвейеров; учет сырья по количеству и качеству. Подача сырья в производство и разделка Древесного сырья включают: проверку сырья на наличие в нем металлических и минеральных включений и их удаление; разделку сырья на мерные отрезки, то есть распиливание для подготовки к переработке на стружечных станках с ножевым валом, а также разделку длинного и с кривизной сырья для переработки в щепу на рубительных машинах. Содержание остальных операций раскрывают их названия. Варианты технологии и используемого в них оборудования показаны на некоторых схемах, которые не исчерпывают других возможностей. Схема технологического процесса изготовления трехслойных древесно-стружечных плит с улучшенной структурной поверхностью, применяемая при объеме производства 90… 100 тыс. м3 плит в год. Процесс до операции дозирования древесных частиц для смешивания со связующим; даны основные этапы переработки четырех видов сырья в древесные частицы для формирования наружных и внутреннего слоев древесностружечных плит [3].
1. Номенклатура производства
Номенклатура производства древесно-стружечных плит
Наименование продукцииГОСТ или ТУМарка Размер ТипТехнологическая характеристикаГорючесть, взрывоопасностьПлиты ДСП10632-2007П-А 2440*1830*16 2500*1830*16 2600*1830*16 2750*1830*16 Шлифованные с обычной поверхностью1. Влажность*, % Тн = 5 Тв = 13 2. Предел прочности при изгибе, МПА 13,0 3. Модуль упругости при изгибе, МПа 1600 4. Шероховатость поверхности пласти, мкм, не более: для шлифованных плит с обычной поверхностью 50Горючие Не взрывоопасныеПлиты ДСП10632-2007П-Б 1830*1500*16 2040*1500*16 2440*1500*16 2500*1500*16 Нешлифованные с обычной поверхностью 1. Влажность, % Тн = 5 Тв = 13 2. Предел прочности при изгибе, МПА 11,5 3. Модуль упругости при изгибе, МПа - 4. Шероховатость поверхности пласти, мкм, не более: для нешлифованных плит с обычной поверхностью** 500Горючие Не взрывоопасные* Тн и Тв - соответственно нижний и верхний пределы показателей. ** Определяется по согласованию изготовителя с потребителем.
2. Требования к основному технологическому оборудованию
№ позиции по схемеНаименование оборудованияТип МаркаТехническая характеристикаГабариты, масса, емкость1Молоткова дробилкаДМР-600-10-55Предназначены они для дробления крупнофракционной древесной щепы с влажностью, при которой не происходит забивание сит. Со снятыми ситами, дробилка может применяться для дробления материалов с повышенной влажностью.Производительность, м3, до 30 Габариты, мм, 1055*1710*2050; Масса, кг, 2000.2ВиброситоВС - 8СПрименение вибросита ВС 8С позволяет произвести разделение материалов на необходимые фракции от 2 до 5 мм в зависимости от установленной сменной сетки.Габаритные размеры, мм, 1830*933*1419; Производительность, т/ч, до 10; Размеры сита, мм, 1530*845 Масса, кг, 150.3СушилкаSB 2 T/H Материал с помощью транспортера попадает на дозирующий конвейер и при помощи загрузочного шнека попадает в сушильный барабан. Круговое движение барабана обеспечивает равномерное распределение материала и плавное перемещение его к выходу.Производительность, т/ч, 1-2; Размеры (длина*высота), мм, 19500*75004Смеситель непрерывного действияДСМ-7Связующее распыляется через ряд форсунок, каждая связана с дозировочным насосом. Осмолённая стружка с помощью шнекового вала продвигается в другую зону, где перемешивается лопастями.Производительность по абсолютно сухой стружке, кг/ч, 2000-16000; Габаритные размеры, мм, 3935*1435*2740.5Формирующая машинаДФ-6Предназначена для непрерывной, равномерной во времени выдачи дозированной по весу проклеенной древесной стружки, а также проклеенной древесной пыли в виде потока заданной ширины для формирования стружечного ковра.Производительность, кг/ч, 240-5400; Габаритные размеры, мм, 3460*3365*3100; Масса, кг, 5375.6ТермопрессBY616x9/180Прессование и склеивание древесно-стружечных плит осуществляется в термопрессах, которое производится при 180°С и удельном давлении 2,5-3,5 МПа. Продолжительность прессования 0,3-0,35 мин на 1 мм толщины плиты.Давление 1800 тонн7Форматно - обрезной станокДЦ - 8Загрузочный стол станка и агрегаты для продольной и поперечной обрезки кромок расположены под углом 900 один к другому. На загрузочном столе продольная кромка плиты выравнивается и устанавливается вдоль направляющей линейки, расположенной строго параллельно пилам первого агрегата.Диаметр пил, мм, 320; Частота вращения пил, об/мин, 2930; Масса, т, 9,8.8Охладитель ДСПВеерныйДля охлаждения древесно-стружечных плит используют веерные охладители, которые представляет собой установку с большим вращающимся барабаном, состоящим из нескольких десятков ячеек. При установке новой плиты барабан поворачивается на одну ячейку: при этом с другой стороны охладителя снимается плита уже достигшая температуры около 50 градусов.Производительность, листы/ч, 200; Время охлаждения одной плиты до 500С, мин., 12-19.9Шлифовальный станокДКШ-1Калибрование и шлифование плит осуществляют на шлифовальных станках абразивной шкуркой. В станках со шлифовальными цилиндрами шкурка закрепляется на барабанах.Размеры шлифовальной ленты (ширина*длина), мм, 1920*2620; Масса, т, 19,2.
3. Характеристика исходного сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов
НаименованиеГОСТ или ТУПоказатели обязательные для проверки перед использованием в производствеТоксичностьПоказатели пожароопасностиЩепа технологическая марки ПСГОСТ 15815 - 83Массовая доля коры, не более 15% Массовая доля гнили, не более 5% Массовая доля минеральных примесей, не более 0,5% Массовая доля остатков на ситах с отверстиями диаметром: 30 мм, не более 5,0%; 20 и 10 мм, не менее 85% 5 мм не более 85% На поддоне, не более 10% Не токсичный материалПожароопасный материалКарбамидофор-мальдегидные смолы марки КФ - ОГОСТ 14231 - 78Массовая доля сухого остатка 66% Коэффициент рефракции 1,462-1,465 Массовая доля свободного формальдегида, не более 0,3% Плотность при 20 0С, г/см3, 1,26 - 1,28Малотоксичный материалНе пожароопасный материалЛигносульфанаты КДЖГОСТ 25508 - 90Содержание сухих веществ, %, 50,0 - 54,0; Плотность, кг/м3, 1245-1251; Вязкость по ВЗ - 4, с, 420 - 2100; Концентрация водородных ионов, рН, 3,1-3,9. Малотоксичный материалНе пожароопасный материалРасплавленный парафин марки Т3ГОСТ 23683 - 79Температура плавления не ниже,0С, 50,0 - 56,0; Массовая доля масла не более 3,00%. Не токсичный материалПожароопасный материал
Производства древесно-стружечных плит состоит из следующих стадий:
. Переработка сырья.
·получение или выгрузка стружки, измельчение крупного сырья.
·сортировка стружки по фракциям.
·очистка стружки от примесей.
Для подготовки сырья используют промышленные измельчители или дробилки. Изготовленная сырая стружка хранится в бункерах, куда подается системой пневмотранспорта или механическими транспортерами. Из бункеров сырая стружка подается в сушилки.
. Сушка сырья.
Для сушки стружки используют сушильные комплексы, на подобие этого. Сушить стружку необходимо до влажности 4-6%, а для внутреннего слоя - до 2-4%. Поэтому стружку разных слоев сушат в отдельных сушилках. В производстве ДСП используются, как правило, конвективные сушилки барабанного типа. В топке сушилки сжигается газ или мазут, температура в ней 900 -1000° С. на входе в барабан. Температура сушильного агента достигает 450-550° С, на выходе она от 90 до 120° С. Барабан имеет диаметр 2,2 м и длину 10 м, устанавливается он с наклоном в 2 - 3° в сторону входа сырой стружки.
. Осмоление.
Получение осмолённой стружки, происходит в смесителях непрерывного действия, в которых связующее распыляется через ряд форсунок, каждая связана с дозировочным насосом. Осмолённая стружка с помощью шнекового вала продвигается в другую зону, где перемешивается лопастями. Этот этап самый сложный и ответственный, поскольку технология производства требует покрытия связующим каждой стружки. Неосмоленные стружки не склеиваются, а излишняя смола на стружке приводит к перерасходу связующего и плохому качеству плит. Связующее в смеситель подается в виде растворов. Их концентрация в потоке наружного слоя 53 - 55%, внутреннего слоя несколько больше (60-61%).
. Формирование ковра.
Формирование ковра осуществляется при помощи формующих машин. Машины укладывают осмоленную стружку в форму. При этом формирование может быть одно - двух- и трехслойным. Трехслойное формирование ковра характерно для предприятий, использующих старое оборудование. При использовании такого оборудования внутренний слой делается из крупной стружки, а наружные - из очень мелкой. Трехслойное ДСП на срезе имеет ярко выраженные наружные слои.
. Прессование.
Прессование и склеивание древесно-стружечных плит осуществляется в термопрессах, которое производится при 180°С и удельном давлении 2,5-3,5 МПа. Продолжительность прессования 0,3-0,35 мин на 1 мм толщины плиты. Различают два типа прессования - плоское и экструзионное. При плоском прессовании усилие пресса направлено перпендикулярно пласти плиты. В этом случае стружка располагается параллельно пласти, что несколько повышает механическую прочность ДСП (хотя существуют и противоположные мнения). При экструзионном прессовании давления пресса направлено на кромку плиты, а стружка располагается перпендикулярно направлению пласти. Механическая прочность плиты на изгиб в этом случае ниже.
. Охлаждение и обрезка плит ДСП.
Спресованные листы ДСП подвергаются обрезке под заданный торговый формат. Обрезание листа может происходить на горячую, сразу из под пресса или после его охлаждения. Таким образом разделяют горячую и холодную обрезку. Наиболее чаще в линии производства используют холодную обрезку.
Необходимость охлаждения плит ДСП связана с тем, что после выгрузки из термопресса они, во-первых, имеют очень высокую температуру, а во-вторых - достаточно большую разбежку по той же температуре и влажности. Влажность внешних слоев составляет около 2-4%, при том что внутренние слои ДСП содержат в это время около 10-13% влаги. Разница в температуре же может составлять порядка 80 градусов по Цельсию (105 снаружи и до 180 внутри). Такие градиенты являются источником внутренних напряжений. При дальнейшей обработке горячей плиты эти напряжения могут привести к ее деформации. Именно поэтому плите дают остыть в охладителях.
. Финишная обработка ДСП, шлифование поверхности и торцов.
Шлифовальные машины на производстве дсп бывают: четырехголовочные, шестиголовочные, восьмиголовочные. Преимущества большего количества головок это - качество шлифования. Чем больше головок тем лучше качество шлифования, но и больше потребление электричества, шлифовальной ленты.
После этого этапа плита уже готова и пригодна для отправки потребителю, как ДСП-шлифованное или отправляется на следующий участок, для облицовывания различными декоративными покрытиями.
В соответствии с требованиями стандарта, плиты сортируются, а затем или раскраиваются на заготовки для мебельных щитов, или отправляются потребителям полноформатными.
В зависимости от критериев внешнего вида плиты (трещины, сколы, окрашивание, пятна, выступы и углубления) плиты ДСП делятся на следующие сорта:
·ЛДСП - 1 сорт (дефекты не приемлемы кроме минимальных),
·ЛДСП - 2 сорт (допустимы крупные дефекты поверхности),
·без сорта (кардинальные дефекты поверхности, используется в строительстве) [4].
Наименование продукцииКонтролируемые значенияМесто и способ отбораМетод испытанияСредство измерения7. Типовая карта контроля технологического процесса Наименование обозначениязначениеВходной контрольЩепа технологическая марки ПСМассовая доля коры, %15Транспортные средстваМетод отбора пробыВесы с погрешностью измерения не более 5 г.Массовая доля гнили, не более, %5Массовая доля остатка на ситах:Ситовой анализаторСитовой анализатор механический марки АЛГ-М; набор сит с отверстиями 30, 20, 10, 5 мм и поддон; весы с погрешностью не более 1 г.30 мм, не более, %5,020 и 10 мм, не менее, %855 мм, не более, %На поддоне, не более, %10Обугленные частицы и металлические включенияНе допускаютсяВИКНаличие обугленных частиц определяется визуальноКарбамидоформальдегидные смолы марки КФ - ОВнешний видОднородная суспензия от белого до светло-желтого цвета без посторонних включенийТранспортная цистернаВИКЦвет и наличие посторонних включений определяется визуальноМассовая доля сухого остатка, %66Транспортная цистернаТочечная проба смолыВесы лабораторные общего назначения; шкаф сушильный с терморегулятором; стаканчики; эксикатор; кальций хлористый кристаллический.Массовая доля свободного формальдегида не более, %0,25Транспортная цистернаПотенциометрическое титрование с применением БАТИономер или рН - метр; хлорсеребряный электрод; БАТ - 15; весы лабораторные; мешалка; кислота соляная; натрий сернокислый; посуда.Концентрация водородных ионов, рН7,5 - 8,5Транспортная цистернаПотенциометрический методрН - метр или ионометрРасплавленный парафин марки Т3Температура плавления не ниже,0С50,0 - 56,0Транспортные бакиМетод пробПробирка, ртутный термометр, баня водяная или электрическая плитка закрытого типа, стакан.Внешний видКристаллическая масса белого цвета, допускаются оттенки серого или желтогоВИКОпределение цвета осуществляется визуальноОперационный контрольПереработка технологичес-кой щепыРазмер кусков щепы, мм30 - 10Молотковая дробилка ДМР - 600 - 10 - 55Непосредственным измерением через набор ситСушка сырьяВлажность, %2 - 4Сушильный шкаф SB 2 T/HИзмерение по контрольно измерительным приборамТемпература на входе, 0С450 - 550Температура на выходе, 0С90 - 120ПрессованиеТемпература, 0С180Термопресс BY 616x9/180Измерение по контрольно измерительным приборамУдельное давление, МПа2,5 - 3,5Продолжительность на 1 мм плиты, мин0,3 - 0,35ОхлаждениеТемпература охлажденной плиты, 0С50Охладитель веерныйИзмерение по контрольно измерительным приборамВремя охлаждения, мин12 - 19Приемочный контрольСклад готовой продукцииКонтроль длины, ширины, толщины2440*1830*16 2500*1830*16 2600*1830*16 2750*1830*16Со склада готовой продукции случайным образомИзмерение рулеткойИзмерительная металлическая рулетка1830*1500*16 2040*1500*16 2440*1500*16 2500*1500*16Склад готовой продукцииПредел прочности при изгибе, МПаП-А13,0Со склада готовой продукции случайным образомРазрушающийИспытательная машина по ГОСТ 7855 - 84П-Б1,5Модуль упругости при изгибе, МПаП-А1600П-Б-Шероховатость поверхности, мкмШлифованная плита с обычной поверхностью марки П-А50Метод контроля шероховатости поверхности изделийИзмерительные приборы светового или теневого сечения, индикаторные глубиномеры, позволяющие выполнять измерения неровностей высотой от 25 до 1600 мкм.Не шлифован-ная плита марки П-Б500Качество поверхности плитБез дефектовВИКОпределение внешних дефектов визуально
6. Материальный баланс
плита сточный древесностружечный утилизация
Материальный баланс
Наименование сырья и материаловКачество сырьяРасход продукцииЩепа технологическая марки ПС--Карбамидофор-мальдегидные смолы марки КФ - О--Лигносульфанаты КДЖ--Расплавленный парафин марки Т 3--
. Сведения об отходах производства, сточных водах и выбросов в атмосферу, способ их утилизации, охрана окружающей среды
Материал экологически небезопасен: связующие смолы, которые применяются при его производстве, выделяют вредный для человека формальдегид. Поэтому немаловажным параметром плит является предельно-допустимая концентрация вредных веществ на удельный объём, определяемый санитарными нормами. В России довольно часто производители выпускают низкосортную, дешевую плиту, выделение формальдегида из которых значительно превышает ПДК (до 40 раз) и хуже, чем у плит класса Е1 (в Е1 до 8 раз больше формальдегида чем в рекомендациях ГОСТ). За рубежом плиты такого класса уже не выпускают, а производят лишь сверх безопасные плиты класса «Super E».
Е1 отличается большей экологической чистотой, показатель эмиссии формальдегида у неё заметно ниже. А вот Е2 запрещается использовать в производстве детской мебели [9].
В отличие от деревообработки, отходы мебельных производств не подлежат сжиганию в обычных котлах, так как фанера, ДСП или MDF при горении выделяют неразложившиеся остатки цианидов и формальдегидов в окружающую среду, что представляет опасность для человека. Специалисты предлагают эффективное решение вопроса утилизации отходов - это современные энергетические установки мощностью от 60 кВт до 1200 кВт.
Благодаря такой специальной технологии сжигания достигаются следующие преимущества:
·больший КПД (до 80%);
·возможность утилизации «сложных» отходов: ДСП, MDF и т.д.;
·автоматический дозированный режим подачи топлива не требующий постоянного присутствия оператора;
·возможность автоматического регулирования мощности;
·простота управления;
дожигающего оборудования и дымососов;
·полное сгорание топлива (остаток-зола - 1%);
·характеристики выбросов не превышают допустимые нормы;
·долговечность, срок эксплуатации без ремонта до 15 лет;
·высокая ремонтопригодность;
·функциональность [10].
При производственной деятельности предприятия образуются хоз. бытовые сточные воды. Производственные стоки отсутствуют. Проектируемая канализационная сеть обеспечивает прием хозяйственно-бытовых стоков. Далее сточные воды, планируется направить на внеплощадочные биологические очистные сооружения МУП «Уфаводоканал» с полной биологической очисткой. Объем технологической воды в оборотной системе очистки -25 м3. В системе рециркулирует технологическая вода в объеме 65 м3/час. Безвозвратные потери составляют 24м3/сутки (испаряется). Отходы сточных вод концентрируются в отдельной емкости с количестве 0,18 м3/сут и сдаются на обезвреживание в количестве 64,8 т/год. Во время прессования, при высоких температурах, выделяются газообразные вещества. Значительную их часть составляют водяные пары от клея и от смоченных частиц. Древесные частицы перед прессованием смачивают для обеспечения теплового обмена. Кроме того, происходит частичное испарение некоторых веществ, входящих в состав древесины и наносимого клея. Эти вещества по большей части выделяются на завершающей стадии непрерывного прессования, когда пресс открывается. Эти отходящие газы удаляются мощным вентилятором и направляются к высокоэффективному скрубберу Вентури.
Скруббер Вентури, поставляемый фирмой Ceatec, работает на принципе дисперсии воды со сбалансированным pH в потоке отходящих газов. Вода извлекает органические соединения, в основном, формальдегид, а также частицы клея и древесной пыли, которые в малом количестве высвобождаются из под пресса. Насыщенные водные капли захватываются циклоном, и вода собирается в водном резервуаре, оснащенным донным и поверхностным отделителями
загрязнений. Таким образом, концентрации органических веществ, в том числе формальдегида, оказываются на довольно низком уровне в отходящих газах.
Засорение земель, загрязнение почвенного покрова и грунтовых вод при предусмотренном проектной документацией обращении с отходами, образующимися при строительстве и эксплуатации предприятия, может происходить в приведенных ниже случаях.
.При отсутствии организованных мест временного хранения для отходов, образующихся в процессе строительства и эксплуатации проектируемой площадки и при несанкционированном размещении отходов. При этом особую опасность представляют отходы ртутных ламп, которые будут образовываться в результате вывода из эксплуатации отслуживших срок осветительных приборов и содержат ртуть - чрезвычайно опасное вещество. Учет рекомендаций в части дополнения перечня отходов, которые будут позволят избежать ситуации отсутствия организованных мест временного хранения отходов и неопределенных путей обращения с ними, и, тем самым, предупредить несанкционированное размещение отходов.
.При несоблюдении требований к организации мест временного хранения отходов, которые должны обеспечивать экологически безопасное их хранение
исходя из агрегатного состояния, других физико-химических свойств, опасных свойств, степени опасности и класса опасности отходов. При соблюдении проектных решений по хранению отходов в предусмотренных контейнерах, по навесам и на площадках с твердым покрытием негативного воздействия отходов и их компонентов на природную среду не будет оказано [11].
Список использованных источников
1.ru.wikipedia.org/wiki/Древесно-стружечная_плита 16.02.2014
2.oooalfa.ru/fanera-rosstat-sentyabr-2013. 16.02.2014
3.www.technologywood.ru/proizvodstvo-dvp-i-dsp/texnolgicheskij-process-proizvodstva-dsp 1.03.14
4.ГОСТ 10632 - 2007 «Плиты древесно-стружечные. Технические условия»
5.ГОСТ 15815 - 83 «Щепа технологическая. Технические условия»
6.ГОСТ 14231 - 78 «Смолы карбамидоформальдегидные. Технические условия»
8.ГОСТ 23683 - 79 «Парафины нефтяные твердые. Технические условия»
9.wikipedia.org/wiki/Древесно-стружечная_плита 8.03.2014
10.www.kami-lift.ru/news/show? id=549 8.03.2014
11.Полякова С.Б. Производство древесностружечных плит деревоперерабатывающего комплекса ООО «Кроношпан Башкортостан». - М.: Стройиздат, 2013. - 265 с.
12.www.znakcomplect.ru/poleznosti/example/texnika-bezopasnosti/texnika-bezopasnosti-pri-proizvodstve-ldsp 8.03.2014