Liflevha üretiminde liflendirme enerjisinin düşürülmesi
Reducing defibration electricity power on fiberboard production
Yazar: GÖKHAN BAŞARIR
Danışman: PROF. DR. SAİM ATEŞ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
Günümüzde orta yoğunlukta liflevha (Medium Density Fiberboard-LİFLEVHA) üretim tesislerinde odun yongalarını liflendirmek için termomekanik hamur metodu kullanılmaktadır. Bu yöntemde yongalar buharla ön işleme uğratıldıktan sonra mekanik olarak liflendirilmektedir. Liflendirme rafinörlerinde 1 ton kuru lif üretimi için 80-120 kwh civarında elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Türkiye'deki liflevha üretim tesislerinde tüketilen liflendirme enerjisi yılda yaklaşık 280.000 Mwh, dünyada 4.270.000 Mwh civarındadır. Son zamanlarda bu enerji kullanımını düşürmeye yönelik çalışmalar ağırlık kazanmıştır. Özellikle buhar ön işlemine ilaveten, farklı kimyasalların kullanılmasıyla liflendirmeyi kolaylaştırıcı yöntemler üzerinde çalışılmış ve bu konuda patentler alınmıştır. Küresel rekabet dolayısıyla endüstriyel uygulamalar ve çıktıları noktasında yeterli bilgi bulunmamaktadır. Literatür araştırmalarına göre okzalik asit, hidrojen peroksit, sodyum hidroksit vb. kimyasallar kullanılmış ve belirli oranlarda enerji tasarruf değerleri elde edilmiştir.  

Bu çalışma kapsamında Türkiye'de liflevha endüstrisinde en çok kullanılan ibreli ve yapraklı ağaç türlerimizden kayın (Fagus orientalis) ve çam (Pinus brutia)  odunu yongaları endüstri uygulamalarına paralel olarak farklı karışım oranlarında karıştırılarak, üç farklı kimyasalla ve kuru oduna %0.1 - %0.2 - %0.3 oranlarında (oksalik asit, hidrojen peroksit ve sülfamik asit) ön işleme tabi tutulmuştur. Bunların enerji tüketimine etkilerinin yanında, lif morfolojileri ve bu liflerden elde edilen liflevhaların bazı fiziksel ve mekanik değerleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Odun yongalarının liflendirilmesi esnasında rafinörde tüketilen elektrik enerjileri ölçülmüş, kayın odunu liflendirme enerjisi üzerine ön kimyasal işlemin önemli bir etkisi görülmezken, çam (Pinus brutia) odunu yongalarının liflendirilmesinde %13'e varan oranlarda elektrik enerjisi düşüşü sağlanmıştır. Elde edilen levhaların bazı fiziksel ve mekanik özellikleri açısından değerlendirildiğinde istatistiksel olarak kimyasal ön işlemin levhalar üzerine olumsuz bir etkisinin olmadığı görülmüştür.

Abstract:
Nowadays, Thermo mechanical defibration method is widely used by medium density fiberboard industry to get fiber from wood chips. In this method, chips are fiberized mechanically after the defeat of steam pretreatment. In spite of electricity is very high that used in the refiner in order to fiberized wood chips. It is consumed avarage 80-120 kw electricity in order to 1 ton dry wood fiber on fiberboard production plant. It reaches the total value of around 280 000 MW per year in Turkey, world is around 4.27 million MW. In recent times, there have been increased efforts to reduce this energy consumption.  In particular, in addition to the steam pre-treatment, efforts have been made to make fiberizing easier by using different chemicals and various patents have been bought. Due to the global competitiveness, there is not enough data on industrial practices and the results of these. According to literary research, oxalic acid, hydrogen peroxide, sodium hydroxide etc. have been used in pre-treatment which have resulted in a degree of energy saving.

Within this study, it is seen that in Turkey the chips of the most widely used Fagus orientalis and Pinus brutia are mixed in different ratios and using 3 different chemicals at rates of %0.1 - %0.2 - %0.3 (oxalic acid, hydrogen peroxide, sodium hydroxide) as a pre-treatment. As well as the effect these have on energy consumption, the morphology of the fibres and some physical and mechanical values of the fibreboard that is produced from them have been examined. The electrical energy used by refineries whilst defibrating has been measured; whilst the use of beech wood had no effect on the energy used for defribation, the use of pine wood chips in producing fibres resulted in a 13% decrease in electricity consumption. When assessing certain physical and mechanical properties of the fibreboard obtained in this way, statistically there is no negative impact.