Определение расхода сырья и материалов

Определив максимальную годовую производительность горячего пресса, производят расчет необходимого количества сырья и материалов для выполнения годовой программы.

Исходными данными для расчета являются: конструкция плиты, способ прессования, плотность плиты, влажность сырой стружки, влажность сухой стружки, влажность готовых плит, норма расхода смолы, концентрация связующего.

Необходимые для расчета данные берут из задания или принимают по справочной литературе [5].

Например, норма расхода сухого связующего вещества % к весу абсолютно сухой древесины колеблется от 8 до 14% [5].

Данный расчет требуемого количества сырья выполняем для условий производства древесностружечных плит. Масса плиты (кг), получаемая в одном этаже пресса после обрезки и шлифовки, определяется произведением объема плит на среднюю их плотность:

g_пл = V_пл ρ_{пл ,} (12)

Из общего количества стружки, необходимой для изготовления одной плиты, часть стружки идет на наружные слои (поток «А») и часть стружки на внутренний слой (поток «Б»). Так как влажность стружки различна и количество смолы, добавляемой в поток «А» и поток «Б» так же различно, то расчет необходимо производить раздельно, а затем полученные результаты суммировать.

Для определения количества стружки и смолы, необходимых для изготовления 1 м³ стружечных плит, нужно узнать количество (N, шт.) обрезных плит в 1 м³ по формуле:

(13)

где L – длина обрезной плиты, в м;

B – ширина обрезной плиты, в м:

S – толщина шлифованной плиты, м.

Расход стружки на 1 м³ стружечных плит кг/м³:

абсолютно сухой G_o = g_o N (14)

влажной G_w = g_w N

где g_o – масса абсолютно сухих древесных частиц на плиту (кг)

; (15)

g_w – масса стружки влажностью wна одну плиту (кг)

(16)

Часовая потребность в стружке определяется в соответствии с максимальной производительностью пресса (П_ч ), кг/ч

абсолютно сухой стружки G_ач = G₀ x П_ч; (17)

влажной стружки G_w.ч = G_w x П_ч. (18)

Полезный расход сырья, без учета потерь, для изготовления 1 м³ стружечных плит определяется по формуле: м³ сырья /м³ плит

(19)

где К_о.у – коэффициент объемной усушки

ρ – плотность плит в кг/ м³

W_𝝏 – начальная влажность исходного сырья, в %, не более 30% при влажности более 30% принимать W_𝝏 = 30%

ρ_𝝏 – плотность абсолютно сухой древесины, кг/ м³

W_n – влажность готовых плит (W_n = 8%);

R – норма расхода сухого связующего, %.

Расход древесины на изготовление 1 м³ плит с учетом потери стружки и древесины в технологическом потоке. При приготовлении стружки и разделки исходного сырья (для большей точности расчет можно вести по отдельным слоям плиты).

G_𝝏=G_nxK_разд xK_сорт.щ.xK_стр xK_сушxK_трxK_рас xK_ш xK_исп, (20)

где K_разд – коэффициент учитывающий потери древесины при разделке

сырья (1,01);

K_сорт.щ – коэффициент потерь при сортировке щепы (1,06);

K_стр – коэффициент, учитывающий потерю стружки при ее

сортировке (1,12-1,25);

K_рас – коэффициент, учитывающий потери стружки при раскрое

плит;

K_суш – коэффициент потерь при сушке стружки (1,03);

K_тр – коэффициент, учитывающий потери при транспортировке на технологической линии, а так же при формировании ковра, подпресовки и прессовании брикета (1,01);

K_ш – коэффициент учитывающий потери стружки при шлифовании

плит (1,06-1,15);

K_исп – коэффициент, учитывающий потери стружки с образцами для физико–механических испытаний плит (1,01).

При установлении значений вышеперечисленных коэффициентов следует пользоваться пояснениями в работе /2,5/ и учитывать конкретные условия данного производства.

Объем сырья (м³), расходуемый на количество плит, изготовляемых в единицу времени (сутки, месяц, год), будет составлять

Q= G_𝝏 П (21)

где П – объем готовых плит, изготовляемых в единицу времени (сутки,

месяц, год), м³.

В состав полученной плиты входят сухая стружка, влага и связующие. Следовательно, масса плиты (кг) будет равна:

g_пл=g_стр g_в g_св (22)

Учитывая это, определяем массу сухой стружки

(23)

где W_п – влажность плиты,

– коэффициенты, корректирующие массу плиты, исключая влагу;

- P – содержание сухого вещества по отношению к сухой стружке, %

В представленных расчетах мы пользуемся P_пл, однако древесно-стружечная плита по толщине имеет разную плотность.

Наружные слои имеют плотность большую, чем средний слой.

Для 3х – слойной плиты

ρ_пл = ρ_н.сxi_н.сxρ_в.сxi_в.с (24)

Для 5и – слойной плиты

ρ_пл = ρ_н.сxi_н.сxρ_n.сxi_n.с xρ_в.сxi_в.с (25)

где ρ_н.с – плотность наружного слоя, кг/

ρ_n.с – плотность промежуточного слоя, кг/

ρ_в.с – плотность внутреннего слоя, кг/

коэффициенты, корректирующие массу плиты, исключая связующее;

i_н.с,i_n.с , i_в.с – доля наружнего, промежуточного и внутреннего слоев.

При 3х – слойной плите: i_н.с +i_в.с = 1;

При 5и – слойной плите: i_н.с +i_n.с + i_в.с = 1.

Считаем, что разность в плотности наружного и внутреннего слоев составляет 100 – 200 кг/ м³.

Расход стружки (кг) для каждого слоя определяется по формуле:

(26)

Принимается, что влажность равномерно распределена по толщине плиты. Расход же связующего по слоям различен [2,5].

Если для технологических расчетов требуется узнать расход стружки при соответствующей влажности, в формулу (22) вводится коэффициент , тогда формула будет иметь вид:

, (27)

В общем виде расход сухой стружки для какого–либо слоя будет составлять

(28)

(29)

(30)

Отсюда полный расход сухой стружки равен:

(31)

где m – число слоев;

i^j_сл – доля слоя;

ρ^j_cл – плотность слоя плиты;

– обьем плиты,

Пример: определить количество сырья, необходимого для изготовления 1м³ плит на годовую программу и часовую потребность сухой стружки. Выпуск плит – 50 тыс. м³ в год. Размер плит в марке Р 3: 3500x1750х19 шлифованные, ρ=750 кг/ м³. Сырье – березовые отходы фанерного производства. Из них карандаши 30%, отходы шпона и фанеры 70%.

1. Определим полезный расход сырья. Норму расхода сухого связующего“p” для внутреннего слоя трехслойных плит Р=10,5%, а для наружных слоев Р=14,5% принимаем из [4,5]. Доля наружных слоев в общей массе плиты (i_н.с ) при толщине каждого слоя 2,5 – 3,0 мм составит для плиты S=19 мм и припуске на шлифовку 1,5 мм:

Для шлифованных плит

,

Для нешлифованных плит

.

Доля внутреннего слоя составит:

,

=

2. Полный расход сырья с учетом потерь составит для шлифованных плит

3. Для выполнения годовой программы потребуется сырья , из них:

карандашей

отходов шпона и фанеры

Вес абсолютно сухих необходимых для изготовления одной шлифованной плиты определяют по формуле (18)

Потребность в сухих стружках по слоям определяется по формулам

(32)

где – и – доля внутреннего и наружных слоев в общей массе плиты

(условно примем 0,66 и 0,34).

или =81,2 – 53,6=27,6 кг

Потребность в стружке принятой влажности определяется по формулам:

(33)

Потребность в сухих стружках после сушки (влажностью: будет следующая:

Один м³ готовых плит содержит

Следовательно, на 1м³ готовых плит потребуется стружки после сушки плит:

кг/м³

кг/м³

кг/м³

плюс потери на предыдущих операциях.

Потери стружки на всех технологических операциях составляют 4-5%.

Часовая потребность в сухой стружке составит (при плане 50000 плит в год, часовая производительность пресса. 50000/7272=6,87 м³/ч)

кг/ч,

кг/ч,

кг/ч,

Так же рассчитывается количество стружек после стружечных станков и других операций.