Производство древесной муки

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «БИОЭНЕРГЕТИКА»

Баранов А. В.,

инженер-технолог,

Белорусский государственный технологический университет

Древесная мука — это востребованный вид продукции, потребление которого во всем мире стабильно увеличивается. Производство древесной муки, безусловно, непростое, но чрезвычайно перспективное направление утилизации отходов деревообрабатывающих производств, которое при условии соблюдения технологии и принципов пожарной безопасности гарантирует получение дополнительной прибыли предприятиям отрасли.

Что же представляет из себя древесная мука?

К древесной муке, как правило, относят измельченную древесину с размером частиц менее 1,2 мм. Частицы древесной муки имеют случайные нерегулярные формы. С одной стороны, это связано с особенностями структуры древесины, а с другой — с тем, что дробление частиц в рабочих органах мельниц происходит в результате случайных многосторонних воздействий — сдавливаний, смещений, ударов, соударов и т. д. Конкретный фракционный состав древесной муки в поставке зависит от метода размола и классификации частиц (центробежный, ситовой и т. д.).

Требования к продукту

На производство древесной муки существует ГОСТ 16361–87 «Мука древесная. Технические условия», согласно которому этот продукт разделяется на марки в соответствии с размерно-качественными параметрами и сферой применения (табл. 1). Основными потребителями древесной муки являются химические производства и производства строительно-композиционных материалов. В частности, древесная мука используется как:

  • состав для штукатурных работ, гипсокартонных изделий, керамических изделий, абразивных пористых веществ, сварочных электродов;
  • элемент в производстве пигментной двуокиси титана;
  • добавка в бетоны и бетонные и композиционные дорожные покрытия;
  • наполнитель для натуральных и синтетических линолеумов и линкруст;
  • основа для пресспорошков и прессмасс и компаундов на базе термореактивных смол (фенопластов и т. п.);
  • добавка в компаунды на базе эпоксидных, полиэфирных и т. п. смол;
  • основа для ксилолита (древесный композиционный материал на магнезиальном связующем) и для термопластичных древесно-полимерных композиционных материалов (ДПК);
  • наполнитель в производстве клеящих мастик и герметиков (паркет, кровельные материалы и т. п.);
  • основа для фильтров и фильтрующих материалов;
  • добавка при изготовлении сталей и ферросплавов;
  • добавка в формовочные смеси для изготовления литейных форм;
  • добавка в буровые растворы и тампонажные материалы, используемые в нефтедобыче;
  • сырье для производства сорбентов, в т. ч. для удаления нефтяных загрязнений с дорог, водоемов и т. п.;
  • сырье для получения активированных углей;
  • чистящее средство в производстве кож и мехов;
  • мягкое шлифующее, полирующее и чистящее средство в металлообработке, например в производстве метизов и подшипников, фурнитуры и т. п. (галтовка);
  • разрыхлитель для улучшения структуры тяжелых бедных почв в растениеводстве (вместе с мелом и другими известняками);
  • основа субстратов для промышленного выращивания грибов;
  • основа для изготовления средств для содержания домашних животных (сорбирующие подстилки);
  • добавка в некоторые комбикорма;
  • средство для копчения рыбы и мяса;
  • сырье для получения активных древесных экстрактов и вытяжек (дуб, пихта, можжевельник и т. д.) и как многое другое.

Таблица 1. Марки древесной муки и сфера их применения

 

Кроме этого, древесная мука, благодаря своей дешевизне и свойствам, находит применение как наполнитель при производстве карбамидоформальдегидных клеевых составов, используемых в производстве плит и клееных материалов. Что, в общем и целом, является весьма выгодным для таких предприятий, но, к сожалению, редко используется на практике, возможно, отчасти из-за недостатка информации по этой теме.

Как видим, сфера применения данного продукта довольно широкая и предоставляет массу разнообразных возможностей для реализации.

Для производства древесной муки могут использоваться любые породы как хвойной, так и лиственной древесины и их смеси. В этой связи, однако, стоит отметить, что различные сферы применения имеют специфические требования к качеству древесной муки: так, в муке марок 560 и 1250, предназначенной для производства катализаторов, массовая доля кислот не должна превышать 0,08 %, а массовая доля смол и масел — 3,0 %.

Марка древесной муки определяет размеры древесных частиц. Однако сам стандарт не предусматривает прямых требований к данному параметру. Эти требования устанавливаются в табличной форме в виде показателей результатов ситового анализа (табл. 2).

Таблица 2. Размер древесных частиц в зависимости от марки муки

 

Насыпная плотность муки марок 120– 180 составляет 100–140 кг/м 3, для остальных — не нормируется.

Важнейшим параметром качества древесной муки является влажность. ГОСТом регламентируется её значение не более 8 %. Однако и тут могут быть исключения. Так, например, влажность древесной муки для производства фенопластов не должна быть менее 3,0 %, а для производства ДПК необходимы низкие значения влажности древесной муки — до 5 %.

Полный спектр качественных параметров древесной муки представлен в табл. 3.

Таблица 3. Качественные параметры древесной муки и их числовое значение по ГОСТ 16361–87

Как видим, данный продукт имеет целый ряд ограничений и качественных требований, которые необходимо учесть уже на стадии планирования производства.

Технология производства древесной муки

Технологический процесс производства древесной муки состоит из следующих основных операций:

  • подготовка сырья для производства древесной муки;
  • измельчение сырья в сырой продукт с целью относительного выравнивания размера частиц;
  • сушка сырого продукта для получения требуемой влажности муки и обеспечения наиболее выгодных режимов измельчения;
  • измельчение сухого материала с целью получения продукта требуемой дисперсности;
  • сортировка продукта измельчения — извлечение древесной муки необходимых марок;
  • упаковка древесной муки, включающая затаривание муки в мешки, их зашивку и хранение.

Обобщенно процесс производства древесной муки можно представить в виде блок-схемы, представленной на рис. 1.

 

Рис. 1. Блок-схема технологического процесса производства древесной муки

На стадии подготовки сырья осуществляется его приемка и хранение (опилок, стружек, дробленки), а также сортировка для удаления коры и крупных включений. Далее происходит измельчение кусковых отходов в щепу и дальнейшее доизмельчение щепы в более мелкую фракцию стружки, для чего используются барабанные и дисковые дробилки. Измельчение кусковой сырой древесины является подготовительным этапом перед следующей технологической стадией производства — сушкой древесины. Сушка проводится в специальных сушилках, как правило, барабанного типа (рис. 2).

 

Рис. 2. Сушилка барабанного типа

Сушка материалов в таких сушилках происходит при помощи топочных газов или горячих воздушных потоков. Непрерывное воздействие вращения, ворошения и горячего воздуха позволяет быстро и равномерно испарить влагу из большого объема сырья. На сегодняшний день это самый распространенный вид оборудования для сушки древесного сырья мелкой фракции.

После сушки можно приступать собственно к фазе помола сухого сырья в древесную муку. Для этого используются дробилки молоткового типа. Один из вариантов такого оборудования представлен на рис. 3.

 

Рис. 3. Дробилка роторная молотковая для производства древесной муки с механической загрузкой ДМ–М

Техническая характеристика этих дробилок приведена в табл. 4.

Таблица 4. Техническая характеристика дробилок ДМ–М

 

Примечание: * — производительность зависит от параметров исходного сырья — породы, плотности, влажности, загрязненности, фракции, температуры сырья, температуры окружающей среды, а также от размеров получаемой щепы (размера ячейки сита). Производительность определена при дроблении опила хвойных пород фракцией 0,1…1,2 мм; влажностью 8 %;

Конструктивно молотковые дробилки состоят из металлической станины и корпуса, главного роторного рабочего органа, колосниковых решеток и крышки. Непосредственно вращение рабочего роторного устройства осуществляется посредством передачи крутящего момента от электрического мотора. Через предусмотренные загрузочные отверстия (люки) материал, которые нуждается в переработке, подается непосредственно в корпусное отделение молотковой установки. Далее приводится в движение электрический двигатель, который посредством цилиндрического или любого другого редуктора осуществляет запуск роторного устройства.

В момент вращения рабочего органа (ротора) происходит движение молотков, которые непосредственно оказывают давление на перерабатываемый материал, засыпанный в приемный бункер дробилки. Уже переработанный полуфабрикат под действием силы тяжести сквозь колосниковые решетки транспортируется вниз для его извлечения из дробильного агрегата молоткового типа. Внутри корпус установки обязательно оснащен специальной футеровкой, которая предохраняет его от преждевременного выхода из строя и износа. В большинстве случаев в роли футеровки выступает жаро-и износостойкая сталь. Также такая марка стали должна обладать коррозионной стойкостью и не поддаваться воздействию агрессивных сред (щелочи, кислоты, водные растворы солей). Примерами таких материалов являются 08Х13, 12Х18Н9, 14Х17Н2 и т. п.

За этапом получения древесной муки следует операция расфасовки готовой продукции. Древесная мука должна упаковываться в бумажные мешки с числом слоев не менее четырех по ГОСТ 2226– 75, массой не менее 14 кг или в мягкие специализированные контейнеры типа МКР с полиэтиленовым вкладышем или ламинированные полиэтиленом вместимостью от 1,0 до 1,5 м 3, массой не менее 200 кг. Вид упаковки устанавливается по согласованию с потребителем. Предельное отклонение среднего арифметического значения массы нетто из десяти мешков ± 1,0 %. Предельное отклонение массы нетто одного мешка ± 2,5 %. Предельное отклонение массы нетто одного контейнера ± 2,0 %. Для упаковки древесной муки используется стандартно выпускаемое оборудование для фасовки сыпучих продуктов (рис. 4).

Рис. 4. Установка упаковки сыпучих продуктов

В заключение хотелось бы отметить, что производство древесной муки — безусловно, непростое, но чрезвычайно перспективное направление утилизации отходов деревообрабатывающих производств, которое при условии соблюдения технологии и принципов пожарной безопасности гарантирует получение дополнительной прибыли предприятиям отрасли.

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.