Потребность в древесном сырье

Рассчитывая потребность в сырье для цеха ДСтП, следует исходить из структуры изготавливаемых плит. Они могут быть трёхслойными (с внутренним слоем из сравнительно крупных частиц и наруж­ными слоями из мелкой стружки с более высоким, чем в среднем слое, содержанием связующего) или пятислойными (с дополнительными поверхностными слоями из мелкодисперсного материала). Поэтому потребность в древесине приходится определять по отдельности для разных слоев. Для при­готовления стружки наружных слоев преимущественно используют твёрдое технологическое сырьё (круглые лесоматериалы и крупномерные отходы лесопиления или фанерного производства), а для стружки внутреннего слоя - технологическую щепу, привозную или собственного изготовления.

По рассматриваемой нами методике расчётов сначала определяют удельную (на 1 м³ отдельно­го слоя готовой плиты) потребность в сухой стружке. Затем рассчитывают удельную потребность в сырой стружке, щепе и лесоматериалах с учётом потерь древесины на основных технологических операциях.

Удельная потребность в абсолютно сухой стружке q1,кг/м³, для каждого слоя готовой плиты определяется по формулам

(151)

и

(152)

где ρ_пл – средняя плотность готовой плиты, кг/м³

i_нар и i_вн – доли, %, наружных и внутреннего слоев, соот­ветственно (в нашем примере расчёта взята наиболее ходовая 16-миллиметровая плита, которая до шлифования имеет толщину 17,5 мм, из них 6,65 мм (38%) приходится на наружные слои и 10,85 мм (62%) - на внутренний, и после шлифования суммарная толщина наружных слоев составит 16-10,85 = 5,15 мм);

W_пл – влажность готовой плиты (в расчёте принимаем, что в среднем W_пл = 8%);

I_нар и I_вн – доли связующего в наружных и внутреннем слоях плиты, % (процент берётся от массы абсолютно сухой стружки для данного слоя, см. табл. 6.2).

Таблица 6.2 Доля связующего (по сухому остатку) в стружечной плите

Базисная плотность древесины ρбаз, кг/м3	Доля связующего, % от массы абс. сухой стружки
Внутренний слой	Наружный слой
	11,0	14,5
	10,6	14,0
	10,0	13,5
	9,5	13,0
	9,2	12,5
560 и более	8,8	12,5

У плит с мелкоструктурной поверхностью плотность наруж­ных слоев ρ_нарпримерно на 18% больше средней плотности:

Следовательно, плотность внутреннего слоя ρ_внсоставит:

Данные о базисной плотности ρ_бази коэффициентах объ­ёмной усушки для сырья из древесины различных пород при­ведены в таблице 6.3

Таблица 6.3 Базисная плотность и коэффициенты объёмной усушки для древесного сырья

Порода древесины	Базисная плотность ρбаз, кг/м3	Коэф. объёмной усушки Коб
Берёза		0,62
Дуб		0,53
Бук		0,48
Ель		0,48
Кедр		0,40
Лиственница		0,59
Липа		0,56
Ольха		0,47
Осина		0,45
Сосна		0,42
Тополь		0,49
Ясень		0,48

Если используется смесь пород, то в технологических расчётах берут средневзвешенную плотность древесного сырья. Например, для сырья, смешанного из сосны, берёзы и осины в соотношении, соответственно, 50:30:20, базисная плотность составит:

Потребность в абсолютно сухой стружке с учётом потерь на участке после прессовой обработки плит q2,кг/м³, определяется по формулам:

(153)

и

(154)

где К_обр – коэффициент потерь при форматной обрезке (эмпирически, для

линий с позиционным прессом К_обр = 1,05, для линий с

проходным прессом К_обр = 1,02);

К_шл – коэффициент потерь при шлифовании, определяется исходя из

суммарной толщины наружных слоев шлифованной плиты:

где Δ – припуск на шлифование (для плит, изготавливаемых в

позиционных прессах, Δ = 1,5 мм, в проходных Δ = 0,6 мм);

h_нар – суммарная толщина наружных слоев после шлифования, мм.

Потребность в стружке с учётом её потерь перед смесителями и в смесителях(без учёта возвраща­емых отходов при обрезке и шлифовании) q3, кг/м³, определяется по формулам:

(155)

и

(156)

где К_гк – коэффициент потерь на главном конвейере,

К_тр – коэффициент потерь при транспортировке стружки,

К_см – коэффициент потерь стружки в смесителях.

Для расчёта возьмём К_гк=1,01; К_тр=1,01; К_см=1,02.

Потребность в стружке с учётом потерь её в сушилках q4,кг/м³, определяется по формулам:

(157)

и

(158)

где К_суш – коэффициент потерь стружки при её сушке и сортировке (далее

в расчёте примем эмпири­ческие значения для наружных слоев К_суш=

1,03, для внутреннего слоя К_суш=1,025). Поскольку расчёты по

рассматриваемой методике ведутся применительно к массе абсолютно

сухой струж­ки, в этих формулах не учитывается усушка древесины, а

имеются в виду только механически теряемые (в основном

выдуваемые) частицы.

Потребность в щепе для получения стружки внутреннего слоя q5,кг/м³, определяется по формуле:

(159)

где К_цст – коэффициент потерь щепы при её сортировании и измельчении в стружку в центробеж­ных стружечных станках (в расчёте примем К_цст=1,06).

Потребность в технологическом сырье (круглых лесоматериалах) для получения стружки наружных слоев q6,кг/м³, определяется по формуле:

(160)

где К_стр – коэффициент потерь сырья, возникающих при измельчении древесины в стружку и при доизмельчении стружки (в расчёте примем К = 1,06);

К_разд – коэффициент потерь древесины при поперечной разделке длинномерного сырья на чураки (в расчёте примем К_разд = 1,01). Если на измельчение идёт длинномерное сырьё, этот коэффициент применять не следует.

Потребность в щепе и ином технологическом сырье следует выразить также и в кубометрах с тем, чтобы определить удельный расход сырья в объёмных соотношениях — в кубометрах сырья на 1 м³ готовой продукции.

Для этого сначала рассчитывается плотность при выбранной влажности древесины:

(161)

где W_c – влажность исходного сырья (в нашем расчёте W_c= 80%);

К_об – коэффициент объёмной усушки (как средневзвешенная величина, см. табл. 6.3);

ρ_баз – базисная плотность древесины определённой породы (см. табл. 6.3) или средневзвешен­ная плотность смешанного сырья.

Удельные объёмы требуемой щепы q5_vи круглых лесоматериалов q6_v,выраженные в плотных кубо­метрах на 1 м³ готовой продукции, определяются по формулам:

(162)

и

(163)

Пример с расчётом удельной потребности в древесном сырье см. на следующей странице.

Расчёт удельной потребности в древесном сырье

1. Средневзвешенная базисная плотность сырья

2. Плотность наружных слоев готовой стружечной плиты

3. Потребность в абсолютно сухой стружке для наружных слоев

4. Плотность внутреннего слоя готовой стружечной плиты

5. Потребность в абсолютно сухой стружке для внутреннего слоя

6. Коэффициент потерь стружки наружных слоев при шлифовании плиты

7. Потребность в стружке с учётом потерь на обрезку и шлифование

8. Потребность в стружке с учётом потерь перед смесителями и в смесителях

9. Потребность в стружке с учётом потерь в сушилках

10. Потребность в технологической щепе для внутреннего слоя

11. Потребность в технологическом сырье для наружного слоя

12. Плотность древесины при влажности 80%

13. Плотность древесины при влажности 5%

14. Удельные объёмы требуемой щепы и иного технологического сырья

Потребность в связующем

На предприятиях ДСтП в качестве связующего преимущественно используется карбамидоформальдегидная смола с отвердителем в виде 20-процентного водного раствора хлористого аммония или сульфата аммония. Для наружных слоев можно применять смолу без отвердителя.

Потребность в связующем q_см(по сухому остатку), кг/м³, определяется по отдельности для каж­дого слоя:

(164)

и

(165)

где ρ и ρ_вн – плотность наружных и внутреннего слоев, соответственно, кг/м³;

i_n.нар и i_вн – доли наружных и внутреннего слоев, соответственно;

К_п.нар и К_п.вн – коэффициенты потерь смолы на всех участках производства для наружных и внут­реннего слоев, соответственно:

и

где К_см – коэффициент потерь смолы на участке смешивания (в расчёте примем К_см=1,007);

W_m – влажность готовой плиты (в среднем W_m=10%);

I_нари I_вн – доли связующего в наружных и внутреннем слоях, % (см. табл. 6.2).