Оценка эффективности одно- и многоступенчатого процесса размола полуфабрикатов в производстве древесноволокнистых плит

УДК 676.1.054.1. 

ОЦЕНКА  ЭФФЕКТИВНОСТИ ОДНО- И МНОГОСТУПЕНЧАТОГО  ПРОЦЕССА РАЗМОЛА ПОЛУФАБРИКАТОВ В  ПРОИЗВОДСТВЕ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ  ПЛИТ.

Автор – В.А. Швецов, З.З. Зарипов, С.В. Лохмоткин.

Рук.- (доцент, к.т.н.) - Н.Г.Чистова

Лесосибирский филиал сибирского государственного технологического

университета

г.Лесосибирск 
 

     В настоящее время в промышленных условиях нашли применение трех основных методов расвойлачивания: метод  «дефибратора», метод «Бауэра», метод  «Мэсонит». Метод «дефибратора»  при котором технологическую щепу одновременно пропаривают при температуре = 170-185⁰С и дефибрилируют (разделяют на волокна) между двумя металлическими дисками, имеющими нарезку (рифление, ножеформовые выступы), при этом один из дисков неподвижен, а другой вращается от вала на регулируемом от неподвижного диска расстоянии. При методе «Бауэра», технологическая щепа прогревается в течении 5-15 минут в специальном котле под давлением пара 0,5-0,6 мПа и подается в камеру размола, где масса расщепляется на волокна между двумя нарезными стальными дисками вращающимися в разные стороны. При использовании метода «Мэсонит», который называют методом взрывания, древесную щепу помещают в камеру, где в течении 30 секунд держат под давлением пара 2,5 мПа (220⁰С), после чего на 4-5 секунд давление доводят до 7-8,5 мПа (290⁰С). Затем давление резко снижают до атмосферного, открывая разгрузочный клапан, пар мгновенно расширяясь, разрывает щепу на волокна и выстреливает волокном в открытый клапан. Все три метода обуславливаются обязательным условием термомеханического способа обработки щепы для получения волокнистых полуфабрикатов. Все эти методы подразумевают наличие ими второй ступени размола или сортировкой полученного волокна для последующего доизмельчения пучков волокон и изъятие из волокнистой массы мелких частиц неспособных к структурному формированию тела плиты. Анализ работы таких предприятий как «Лесосибирский ЛДК №1», «Новодвинский ЦБК», «Новоенисейский ЛХК», «Братский комбинат», «Тавдинский гидролизный комбинат», в действительности показывает следующее: на всех этих предприятиях изначально проектировалась двухступенчатая система размола и количество единиц оборудования второй ступени размола (рафинаторов) устанавливалось равным количеством единиц размола первой ступени (дефибраторов). Однако, на данный момент на всех этих предприятиях, на любом потоке работает по одному рафинатору, даже при трех работающих дефибраторах. Это явно указывает, что весьма энергоемкие агрегаты второй ступени размола при данном методе «дефибрирования» служат для косвенного выравнивания степени помола, а так же для перекачки древесноволокнистой массы после первой ступени размола в бассейны готовой массы.

     В лаборатории Лесосибирского филиала  СибГТУ были сделаны попытки сымитировать возможность одноступенчатого размола. Опыты проводились с обязательной термической обработкой технологической щепы посредствам получения пара на электропарогенераторе ЭПГ-30 с диапазоном регулировки параметров пара: давление 0,3-1 мПа, температура = 110-180⁰С. В равных условиях пропаренную щепу обрабатывали в термопульпере с диаметром лопастей размалывающего барабана 230 мм, по своему принципу работы схожим с роллом, только элементы конструкции воздействия на щепу изготовлены из высокопрочной стали, а так же на лабораторном рафинаторе, имеющий дисковые рифленые ножи с подобием стандартного рисунка для измельчения хвойных пород. Опыты на лабораторном рафинаторе показали, что дисковые ножи неспособны выдавать калиброванные геометрические размеры древесных волокон и при определении помола 16-18 ДС фракционный состав показывал значение 0,4, то есть, имел большую долю укороченного, рубленного волокна, плохо способного к структуризации древесноволокнистого ковра, зато при обработке технологической щепы на термопульпере и получении древесноволокнистой массы с теми же показателями помола 16-18 ДС, показатель фракционного состава доходил до 0,6-0,8. Измерение геометрических размеров волокон наглядно показал, что выдерживается своеобразный коэффициент отношения длины волокна к его диаметру, эта кратность в данный момент нами определяется не менее 30. система подхода к обработке технологической щепы нами определялась из следующих пониманий:

     1. Выделенное из целлюлозно-бумажной промышленности плитное производство имеет критерии оценки и свои исходящие предпосылки, которые в совокупности дают своеобразное понятие плитообразующих свойств, вследствие чего, уже на первом этапе воздействия на технологическую щепу, мы должны корректировать вводные и конечные табличные значения.

     2. Из природноструктурированного  волокна после его расвойлачивания  мы создаем искусственноструктурированное  волокно, в данном случае древесноволокнистую  плиту. Поэтому нам необходимо  максимально сохранить элементы природного деструктурированного волокна для воссоздания межволоконных связей всех типов в существующем производстве.

     3. Один из основных факторов  по качеству размола волокна, которыми  мы оперировали, является степень помола. До тех пор, пока этот фактор косвенно определял степень измельчения в виде способности фильтрации воды через себя и определял готовность древесноволокнистой массы к последующей обработке, его можно было считать основным, однако он не учитывал фактическое состояние волокна, исходя из плитообразующих свойств, и мог давать равное числовое значение для двух абсолютно разных по своему фракционному составу древесноволокнистых пульп, поэтому при нахождении оптимальных параметров для плитообразующих свойств необходимо оперировать фракционным составом полученного волокна, а не показатели его фильтрационной способности воды.

     Серии опытов пока находятся на первой стадии получения фактических сравнительных результатов, однако, можно предположить, что применение одноступенчатого процесса размола с элементами максимально щадящего термического воздействия на технологическую щепу и вместо целого отделения агрегатов второй ступени можно установить один агрегат для выравнивания фракционного состава. В комплексе это, возможно, позволит минимизировать энергозатраты, позволит получить максимальный удельный расход электроэнергии, а так же древесное волокно с хорошим качеством с точки зрения плитообразующих свойств. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список 

1. Алашкевич,  Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах [Текст]: дис. докт. техн. наук/ Ю.Д.Алашкевич.- Красноярск, 1990.-361 стр.

2. Чистова, Н.Г.  Исследования процесса размола  древесной массы на промышленных установках при производстве ДВП. [Текст]: монография/ Н.Г.Чистова, Ю.Д.Алашкевич.- Красноярск: СибГТУ, 2000. – 114 с.- Деп. в ВИНИТИ, №2405-ВОО.

3. Легоцкий, С. С. Размол бумажной массы / С.С. Легоцкий, Л.Н. Лаптев. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 93 с.

4. Легоцкий, С. С. Размалывающее оборудование и подготовка бумажной массы / С. С. Легоцкий, В. Н. Гончаров. − М.: Лесная промышленность, − 222 с.

5. Пашинский, В.Ф. Машины для размола волокнистой массы / В.Ф. Пашинский. – М.: Лесная промышленность, 1972. – С.160.

6. Набиева, А. А. Оценка влияния и совершенствования технологических параметров ножевых размалывающих машин : дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : 05.21.03 / А. А. Набиева. − Красноярск, - 2004. – 156 с.