Использование древесных отходов деревообрабатывающих производств. Часть 1.
Отходы - это та часть сырья, которая отделяется в процессе обработки как не соответствующая техническим условиям на изготовляемую заготовку, деталь или изделие. Отходы могут быть использованы в качестве основного сырья при изготовлении продукции другого вида или размера. Таким образом, используемые отходы представляют собой вторичное сырье или материал.
Классификация, номенклатура и количество отходов.
Отходы можно классифицировать:
- по сортименту исходного сырья (отходы пиломатериалов, отходы фанеры и древесноволокнистых плит, отходы древесностружечных плит);
- по породам древесины (хвойная, лиственная);
- по влажности (сухие до 15%, полусухие 16-30%, влажные 31% и выше, сверхвлажные 100% и выше);
- по структуре (кусковые крупные, кусковые средние, кусковые мелкие, сыпучие);
- по стадийности обработки (первичные, вторичные).
Номенклатура отходов приведена ниже в таблице.
Номенклатура отходов деревообрабатывающего производства
Наименование | Группа отходов по структуре | Характеристика | Размеры, мм |
|
|
Отходы пиломатериалов | |||||
Рейка обзольная | Кусковые крупные | Боковая часть доски, отделяемая при продольном раскрое необрезной доски | -- | -- | |
Короткомер крупный | То же | Неполномерные короткие отрезки пиломатериалов | 100-200 | 10-50 | |
Недомерок средний | Кусковые средние | Отрезки после продольной и поперечной распиловки | 250-500 | 100-220 | 16-35 |
Мелочь кусковая | Кусковые мелкие | Мелкие отрезки и срезки после продольной и поперечной распиловки | До 250 | 15-60 | 12-30 |
Стружка | Сыпучие | Древесина, отделяемая резцами при строгании или фрезеровании | 2-25 | -- | 0,2-1,5 |
Опилки | То же | Отделяемая в процессе распиловки зубьями пил часть древесины | 1-5 | -- | 0,1-3 |
Древесная пыль | >> | Пылевидные частицы древесины, измельчаемой в процессе обработки резцами или шлифованием | -- | -- | 0,01-0,02 |
Отходы фанеры и древесноволокнистых плит | |||||
Обрезки клееной фанеры | Кусковые крупные | Обрезки | 15-175 | 4-15 | |
Обрезки строганого шпона | То же | То же | 30-1700 | 15-150 | 0,8-1,2 |
Опилки | См. "Отходы пиломатериалов" | ||||
Древесная пыль | То же | ||||
Отходы древесностружечных плит | |||||
Обрезки плит | Кусковые крупные | Обрезки | 15-220 | 6-32 | |
Опилки | См. "Отходы пиломатериалов" | ||||
Древесная пыль | То же |
Количество отходов деревообрабатывающих производств зависит от качества поставляемого сырья, типа и размера изготовляемой продукции, техновооруженности предприятия и его мощности. Количество отходов в деревообработке составляет 45-63% исходного сырья (пиломатериалов, фанеры).
Виды и количество кусковых отходов в различных деревообрабатывающих производствах указаны в ниже в таблице.
Виды и количество кусковых отходов в деревообрабатывающих производствах
Производство | Сырье | Кусковые отходы | Количество отходов, |
Производство черновых заготовок | Пиломатериалы | Рейки, торцовые отрезки | 50 |
Столярно- | Пиломатериалы | То же | 35-40 |
Столярно- | древесные плиты и фанера | Обрезки плит и фанеры | 10-15 |
Производство паркета | Пиломатериалы, черновые заготовки | Рейки, отрезки досок | 20-40 |
Физико-механические свойства отходов
Физико-механические свойства кусковых отходов, за исключением насыпного веса, мало отличаются от свойств цельной древесины. Основное отличие любого сыпучего материала от сплошного заключается в дискретности его частиц (опилки, струкжка, пылинка). В связи с этим необходимо рассматривать физико-механические свойства отдельных частиц и свойства всей массы сыпучего материала.
Насыпная масса, коэффициент полнодревесности и учет отходов.
Древесные отходы, накапливаясь в одном месте без принудительного уплотнения, образует насыпь (кучу) и занимают объем больший, чем они занимали в цельной древесине до обработки последней, а вес единицы объема такой насыпи уменьшается за счет разрыхления, т. е. уменьшения полнодревесности. Отсюда возникают понятия и термины: "насыпная масса", "складочная масса" и "коэффициент полнодревесности".
Отношение складочной массы к плотной массе в 1 м3 древесины одинаковой влажности называется коэффициентом заполнения или коэффициентом полнодревесности: Kv = G / Y, где G - насыпная масса отходов, кг/м3; Y - объемная масса плотной древесины, кг/м3.
В приведенных ниже таблицах приведены коэффициенты полнодревесности кусковых отходов и насыпная масса и коэффициенты полнодревесности сыпучих отходов.
Коэффициенты полнодревесности кусковых отходов
Влажность древесных отходов
Влага в древесине влияет на физико-механические свойства древесины в любом ее виде. Это обстоятельство получает свое выражение и при использовании древесных отходов. Уже при влажности выше 14-16% вода играет роль смазки при том или ином механическом воздействии, особенно при дроблении и измельчении, когда куски или частицы получаются относительно крупными. Кроме того, при повышенной влажности затрудняется проникновение в древесину вводимых в нее связующих или других ингредиентов.
При сверхнизкой влажности, ниже 4-5%, вода образует в древесине тонкие пленки ничтожно малой толщины - слой воды, прилегающий к твердой стенке и имеющий толщину 0,075 мм, находится в особом состоянии и приближается по свойствам к твердому телу. В этом состоянии древесина становится хрупкой, легко разрушается и измельчается. Но в то же время древесина в таком состоянии быстро поглощает не только влагу, но и вводимые растворимые ингредиенты.
По указанным причинам влажность сыпучих отходов, применяемых в производстве композиционных материалов, доводится до некоторого среднего значения, около 9-10%.
Гигроскопичность
Гигроскопичностью древесины называется ее способность поглощать (сорбировать) пары воды; выражается она не только влагопоглощением, но и набуханием, которые являются показателями одного и того же сорбционного процесса. Поверхностно-активные свойства древесины повышаются по мере ее измельчения.
Если цельная древесина увеличивает свою влажность на 25% за двое суток, то измельченная, т. е. сыпучая древесина, повышает свою влажность на 28% за одни сутки. Наиболее интенсивно древесина поглощает влагу в интервале от 0 до 12%, и различие в поглощении влаги цельной древесиной и измельченной продолжает быть заметным до влажности 16-17%. Однако уже в интервале влажности от 18 до 26% динамика поглощения влаги оказывается одинаковой для цельной и для измельченной древесины.
Таким образом, сорбирующие свойства древесных отходов зависят от их структуры, крупности, а также их начальной влажности.
Эквивалентный диаметр частиц.
При различных операциях с сыпучими отходами приходится рассчитывать те или иные технические процессы, например сушку, пневматическое транспортирование и др. В этих случаях большую роль играет размер частицы. Для удобства и упрощения расчетов форму частиц сыпучих материалов принимают за шар.
В действительности частицы сыпучей древесины отличаются по форме от шара. Поэтому вводят понятие об эквивалентном диаметре, т. е. о линейном размере частицы, эквивалентном диаметру соответствующего шара.
Эквивалентный диаметр частицы определяют при помощи ситового анализа из соотношения (1), где di - средний диаметр отверстия сит; k - число исходных фракций в слое по рассеву; xi - массовая доля фракции; di определяется по формуле (2), где d1 и d2 определяют соответственно по размерам отверстий проходного и непроходного сит.
Если размеры частиц уже определены экспериментально и она резко отличается по форме от шара, эквивалентный диаметр частицы можно определить по формуле (3), где - коэффициент или фактор формы; dш - диаметр шара, объем которого эквивалентен объему данной частицы.
Если объем данной частицы равен Vч, то при Vш=Vч диаметр шара равен (4).
Для шарообразных частиц =1, округлых =0,75, угловатых =0,66, продолговатых =0,58, пластинчатых =0,43.
Продолжение в следующей части статьи о парусности частиц сыпучих отходов и скорости витания, о пирофорных и шлифующих свойствах, о хранении и транспортировке отходов, о использовании кусковых отходов в продукции столярно-механических производств, о первичной переработки отходов, об использовании щепы и сыпучих отходов в специальных производствах, об эффективности использования древесных отходов.
ЗАО "Крона"
Рейка | Хвойные, дуб, ясень, клен | 0,5-0,6 | Плотная укладка |
Короткомер | То же | 0,6-0,7 | Укладка навалом |
Недомерок средний | >> | 0,5-0,6 | То же |
Насыпная масса и коэффициент полнодревесности сыпучих отходов | |||
Щепа при свободной насыпке | 60-80 | -- | 0,35-0,40 |
Щепа при утрамбовке | 60-80 | -- | 0,42-0,50 |
Стружка мелкая без утрамбовки | 8-10 | 74 | 0,07 |
То же | 16-18 | 105 | 0,11 |
Стружка мелкая утрамбованная | 7-10 | 142 | 0,14 |
То же | 16-18 | 213 | 0,21 |
Опилки крупные без утрамбовки | 8-10 | 101 | 0,10 |
То же | 50-60 | 171 | 0,17 |
Опилки крупные утрамбованные | 8-10 | 148 | 0,26 |
То же | 50-60 | 260 | 0,48 |
Брикеты из опилок с объемной массой 1,24 г/см3 | 8-10 | 924 | 0,92 |
Древесная пыль хвойных пород | 15 | 150-200 | 0,15-0,20 |
То же твердых лиственных пород | 15 | 460 | 0,46 |
Целесообразно для кусковых отходов применять термин складочная масса, а в отношении сыпучих - насыпная масса. Усадка бунтов за 4-5 месяцев хранения составляет 10% для крупной щепы и 20% - для мелкой щепы и стружки. Известны два метода учета щепы: по объему (ГОСТ 15815) и по весу (методика ЦНИИМОД).
Объемный обмер щепы не лишен погрешностей, а коэффициенты, определяющие количество плотной древесины в 1 м3 насыпной щепы, лишь приближенно отражают фактический объем плотной древесины во всей партии. При этом способе в каждом отдельном случае невозможно учесть влажность, фракционный состав щепы, величину ее уплотнения, продолжительность и условия транспортировки и т. д.
При обмере по массе фактическое количество плотной древесины в партии щепы (чистый вес щепы) определяется разницей в весе транспортных средств до и после разгрузки с учетом породы и влажности древесины.
Для определения средней влажности щепы берут три пробы с каждой партии после разгрузки.
Объем кондиционной щепы определяется по методике, предложенной ЦНИИМОД. Количество поступившей щепы суммируется за календарный период (сутки, смена и т. п.) по каждому поставщику отдельно.
Объем щепы в плотной массе определяется по формуле: Vпл = G / Yw м3, где Vпл - объем щепы в плотной массе, поступившей за какое-то время (сутки и т. п.) от данного поставщика, м3; G - масса щепы, поступившей за тот же период о данного поставщика, т; Yw - объемная масса древесины среднесуточной влажности, т/м3. Ниже в таблице приведена объемная масса древесины разной влажности и разных пород.
Объемная масса древесины в зависимости от породы и влажности
Влажность, % | Объемная масса технологической щепы, кг/м3 | ||||||||
абсолютная | относительная | еловой | сосновой | березовой | осиновой | ||||
80 | 44,0 | 670 | 760 | 960 | 750 | ||||
90 | 47,0 | 710 | 810 | 1010 | 790 | ||||
100 | 50,0 | 750 | 850 | 1060 | 830 | ||||
110 | 52,5 | 790 | 890 | 1110 | 870 | ||||
120 | 54,5<
|
При перепечатке ссылка на www. ***** обязательна!
