Проект цеху для виробництва лущеного і струганого шпону

6) сушіння шпону

Сушіння – це технологічна операція, яка полягає у виведення в  навколишнє середовище вологи шляхом випаровування її при нагріванні.

Технологічні процеси різання  вимагають, щоб деревина мала високу вологість, а з іншого боку, готова продукція не мала вологи. Вологість  сировини, яка надходить у виробництво , від 50 до 120% і більше. При лущенні завдяки обтиску виводиться деяка кількість вологи, яка становить приблизно 8 – 10 % залежно від  ступеня обтиску.

Отже, у шпоні після лущення  залишається значна кількість вологи, яка має бути якнайшвидше введена.

Розміри шпону сприяють швидкому виведенню  вологи. Лист шпону має незначну товщину і великі розміри по довжині  та ширині волокон. При сушінні деревини найбільше вологи з одиниці площі  виводиться  з бокової поверхні – приблизно на 70% більше, ніж  з торців. Це викликає відбиток на процес та способи, які використовуються при сушінні шпону.

Якщо волога починає  виводитися із шпону, який знаходиться у вільному стані, у  ньому внаслідок всихання з’являються  напруження. Через це лист шпону , жолоблений  в різних напрямках, має неправильну форму. Причини невірного жолоблення треба шукати у неправильному напрямку волокон, завилькуватості, косошарі, перерізанні річних шарів у тангенціальному напрямку, впливі сучків та ін. В основному жолоблення виникає внаслідок того, що лист шпону при лущенні змінює свою форму і коли відбувається сушіння він намагається її повернути.

Жолоблення  листа можна уникнути, якщо при  сушінні вжити заходів для  збереження плоскої форми листа  і скористатися при цьому властивістю  релаксації деревини. Тому сучасні методи сушіння шпону зводяться до того, щоб впливати на лист шпону зовнішніми силами, які б змогли урівноважити сили, що утворюються при жолобленні.

Отже, сушіння  шпону має свої особливості, які  зумовлюють вимоги до конструкції сушильних  пристроїв : лист шпону треба висушувати , зберігши його плоску форму; повинно бути однакове та рівномірне виведення вологи по товщині і у всіх напрямках; тривалість сушіння невелика; одержаний шпон є крихким.

Сам спосіб сушіння  залежно від методу надання шпону теплоти розрізняють такі способи сушіння : контактний ( теплова енергія передається листу шпону через безпосередній контакт його поверхонь з гарячими нагрівальними елементами ), конвективний ( теплова енергія передається шпону внаслідок омивання його газоповітряною сумішшю ), комбінований ( теплова енергія передається шпону обмиванням гарячим повітрям і контактуванням з гарячими деталями сушарки ). За конструкцією сушарки поділяються на роликові та стрічкові сушарки : залежно від агента сушіння – з обігріванням повітря парою або гарячою водою ( повітряні сушарки ), з обігріванням топковими газами від спалювання палива ( газові сушарки ). За способом циркуляції повітря конвективні та роликові сушарки бувають з повздовжньою , поперечною циркуляцією і з сопловим дуттям перпендикулярно до площини листів шпону.

Головний параметр процесу сушіння – його тривалість, яка залежить від температури  агента сушіння, вологості шпону, породи деревини , швидкості та напрямку агента сушіння. Розрізняють такі параметри  сушіння шпону :

1. у роликових сушарках з паровим обігріванням : температура агента сушіння 120 – 150 ºС, вологовміст 130 – 170 г/кг сухого повітря.
2. у газових роликових сушарках з повздовжньою циркуляцією газоповітряної суміші : температура з боку завантаження шпону не більше 280ºС, з боку вивантаження шпону 150 - 160ºС, вологовміст 150-250 г/кг.
3. у газових сушарках з сопловим дуттям : температура газоповітряної суміші на вході в сушарку 200 - 220ºС, вологовміст 150 – 250 г/кг.
4. для дихальних пресів : температура плит пресу 160 - 180ºС, тривалість контакту плит з шпоном 80 – 90%.

В даному випадку ми використовуємо роликову сушарку з паровим обігріванням марки СУР-8.

7) сортування лущеного  шпону

Метою сортування сухого шпону є розподіл маси шпону  на групи за якісною ознакою, тобто за вадами деревини і дефектами обробки.

При переробці  деревини на напівфабрикат , її вади переходять на шпон і визначально впливають  на його якість. До основних вад деревини , що зустрічаються в шпоні належать сучки, несправжнє ядро, внутрішня гнилизна, синизна, закрита або відкрита прорість, кривизна, торцеві тріщини. Окрім вад, зумовлених дефектами початкової сировини, в шпоні утворюються дефекти в процесі його виробництва ( при лущенні, рубанні, сушінні, сортуванні та обрізці) : тріщини, подряпини, риски, вм’ятини, нерівності поверхні ( шорсткість ) і ін.

Сортують шпон за породами, товщиною, розмірами листів. Сортування шпону  за породами і товщиною забезпечується тим, що на одному верстаті переробляють, як правило, деревину однієї породи, а  також тривалий час однієї товщини.

Сортування може виконуватися як ручним, так і механізованими способами.

Для ручного сортування повноформатного  шпону поширені три схеми організації  робіт : 1) сортування шпону на самостійній  площадці з робочого місця, розташованого  в середині площадки; 2) сортування шпону на самостійній площадці з робочого місця, розташованого на лінії підступних місць; 3) сортування шпону після сушіння з стрічкового конвеєра або робочого місця. Що до механізмів сортування то їх є досить велика кількість і вибір їх залежить від умов проведення сушіння.

Оскільки потужність нашого підприємства незначна то ми використаємо ручне  сортування на самостійній площадці з робочого місця, розташованого  посередині площадки.

8) нормалізація  якості і розмірів шпону

Нормалізація якості та розмірів шпону використовують для того, щоб збільшити кількісний і якісний вихід шпону.

Підвищити якість шпону можна збільшенням  обсягів його ремонту.

Ремонт – виведення з листів шпону дефектних місць з наступною  зміною їх вставками з якісного шпону. Кількість шпону, що підлягає ремонту, залежить від сортності сировини. Латки встановлюють автоматично без клею, або на клей (ПВА). Для цього використовують шпоноремонтні напівавтоматичні верстати .

 В нашому виробництві ми  використовуємо верстат марки  ПШ-2

Крім того, в процесі виробництва лущеного шпону форматні листи можуть розтріскуватися на певні куски ,що відповідають розмірам по довжині, але по ширині є значно менші . Такі куски ми одержуємо при сушінні шпону і при відборі кускового шпону в процесі лущення . в такому випадку для збільшення кількісного виходу ми використовуємо ребро склеювання. Але перед цим ми маємо вирівняти край куска шпону, для цього призначені кромкофугувальні верстати . в нашому підприємстві  ми використовуємо марку верстат КФ-7.

Далі ми проводимо ребро склеювання . Для цього використовують ребро склеюванні верстати з повздовжнім або поперечним подаванням полос шпону.

Для нашого виробництва ми обрали ребросклеювальний верстат з  повздовжнім подавання полос .

Ще однією операцією що використовується для збільшеного виходу є обробка коротких кусків шпону. Дана операція передбачає склеювання на вус кусків шпону , що не мають необхідних розмірів по довжині листа..Для з’єднання кускового шпону в форматні листи застосовують ребросклеювальні верстати, які здійснюють склеювання по ширині “на ребро”, “на кромку”.

Ребросклеювання по ширині здійснюється різними способами:

1. Із застосуванням клею, нанесеного  на кромку відфугованих листів  шпону;

2. Паперовою стрічкою, на одну  поверхню якої нанесено клей (гумова стрічка);

3. Термопластичною зигзагоподібною  клеєною ниткою.

В залежності від подачі кусків шпону  у верстат, вони поділяються на два  види:

а) з поздовжньою подачею, коли кожний раз необхідно повторювати проходження  вже склеєних кусків для приклеювання наступного куска;

б) з поперечною передачею –  при цьому кожний кусок проходить  верстат один раз і операція здійснюється безперервним способом;

 

Ще одним важливим чинником безперебійної  роботи підприємства є наявність  проміжних складів для зберігання сухого шпону перед сотруванням чи полагодженням ( їх розміщення залежить від технологічного процесу і автоматизації усіх процесів) і для зберігання в разі потреби вологого шпону. Склад для волого шпону мають бути на підприємстві ,щоб забезпечити безперебійну роботу сушарок.

 

 

 

 

3.Розрахунок сировини у виробництві лущеного шпону

 

Розрахунок у виробництві лущеного шпону та фанери полягає у визначенні втрат сировини на кожній технологічній  операції, розрахунку кількості сировини чи напівфабрикатів на етапах технологічного процесу та визначенні норм витрат сировини. Види втрат сировини наведені в таблиці 1.

Таблиця 1.

Види втрат сировини у виробництві лущеного шпону  та фанери.

Технологічна операція	Види відходів і втрат
Поперечний розкрій сировини	Відрізки, шпон
Лущення чурбака	Шпон-рванина, осердя
Рубання шпону	Обрізки шпону
Сушіння шпону	Всихання
Сортування і лагодження шпону	Куски шпону

 

 

3.1. Розрахунок втрат сировини в % на етапах технологічного процесу.

3.1.1. Втрати деревини при поперечному розкрої фанерних кряжів.

При поперечному розкрої фанерних кряжів на чурбаки частина сировини втрачається на відрізки стовбурів  і тирсу. Відрізки стовбурів утворюються  за рахунок відрізування стандартних  припусків сировини на обробку, а  також при відрізуванні дефектних місць (гнилизни, великих сучків та інших вад деревини).

Як  правило в кряжі може бути 1 або 2 чурбаки з припуском на обрізування ( 3 см на кожен чурбак).

Для шпону загального призначення чурбак має розкроюватися наступним чином :

• довжина – 1.3 , 1.6 , 1.91м і кратні : 2.23 , 2.54 , і т.д.

• діаметр  – від 16 см для листяних порід  і від 18 см для хвойних рорід  деревини.

Довжина чурбаків при поперечному розкрої  кряжів приймається залежно від  заданого формату готової обрізної фанери.

Втрати  сировини при поперечному розкрої в процентах від об’єму кряжа розраховується для кожної породи деревини за формулою:

                         

              ( 3.1.1.)

де  ∑V_ч. – сума об’ємів чурбаків, отриманих в результаті поперечного розкрою кряжа, м³;

   V_кр. – об’єм кряжа без кори, м³.

Об’єми сортиментів – кряжа  та чурбаків, залежно від їх довжини  і вершинного діаметра без кори, визначаються за стандартними таблицями  об’ємів круглих лісоматеріалів, згідно з ГОСТ 2708(10).

 

3.1.2. Втрати при обкорюванні

Втрати деревини при обкорюванні  складають 2 – 5 %

3.1.3. Втрати деревини при лущенні чурбаків - рубанні шпону.

 

Вихід шпону в значній мірі залежить від сортового складу сировини, яким забезпечується дане підприємство: чим більше в партії сировини чурбаків вищого сорту, тим більша кількість шпону високої якості може бути з них отримана.

З точки зору кількісного виходу ділового (повноформатного і кускового) шпону об'єм чурбака можна умовно розділити на чотири зони.

Зона 1 - зона шпону-розривини - відходу деревини у вигляді дрібних кусків шпону, що виникають на початку лущення при наданні чурбаку форми циліндра; закінчується зона, коли довжина кусків шпону приблизно досягає половини довжини чурбака (l_ч/2) і вище.

Зона 2 - зона ділових кусків неповноформатного шпону, з яких на ножицях   вирізають   куски   шпону   прямокутної   форми   для   наступного склеювання їх в повноформатні листи; отримують деякий об'єм ділових кусків і втрати на ножицях у вигляді відрізків шпону.

Зона 3 - найважливіша зона, з якої отримується повноформатна безперервна стрічка шпону, яка починається після надання чурбаку форми циліндра.

Зона 4 - залишок деревини після лущення чурбака - осердя. Ці відходи утворюються з-за того, що ніж лущильного верстату не повинен торкатись металевих шпинделів, які обертають чурбак.

Загальний об'єм чурбака V_чурб. можна розглядати як суму об'ємів деревини з розглянутих зон:

                   (3.1.2.)

де     V_ш.-р - об'єм шпону-розривини - відходів при оциліндруванні чурбака, м³;

          V_д.к.ш. - об’єм ділових кусків неповно форматного шпону, м³;

          V_п.в.ш.  - об'єм  повно форматного шпону, м³ ;

          V_о - об'єм осердя, м³;

      V_в.ш. - об'єм відрізків шпону — втрат при розкрої шпону на ножицях, м³.

 

а) втрати на шпон-розривину

Знаходимо серединний діаметр чурбака за формулою:

                                                  dc=dв+lS                                             (3.1.3.)

де      dв – вершинний діаметр кряжа, см;

          l – відстань від вершини до середини кряжа, м:

          S – збіг кряжа ( для хвойних порід деревини він становить 1 см на 1 м , а для листяних – 1,15 см на 1 м ).

dc = 28+1,4·1=29,4 см приймаємо 30 см

В наступних розрахунках серединний діаметр приймаємо за діаметр чурбака.