Химически модифицированная дефибраторная масса в качестве волокнистого полуфабриката высокого выхода

В ЦНИИФ созданы по безотходной технологии новые виды синтетических смол и клеев для производства экологически чистой фанерной и древесноплитной продукции. Внедрение в производство целого ряда чистых невакуумированных карбамидофор-мальдегидных смол позволяет полностью исключить сточные воды, повысить на 30-50 % мощности цехов смол, сократить на 50-80 % потребность в тепло- и электроэнергии и обеспечить экологическую чистоту фанерной продукции и древесных плит.

Создание и внедрение в отрасли бес-фенольной смолы для производства водостойкой и атмосферостойкой фанеры позволило решить все проблемы с обеспечением экологической чистоты окружающей среды.

Разработка технологии производства синтетических порошкообразных смол по-

зволит уменьшить в 2-3 раза трудозатраты за счет повышения степени механизации процесса производства клееной древесной продукции. Одновременно значительно улучшаются экологические характеристики производства клееной древесной продукции (фанеры, ДСтП, ДВП и др.), уменьшается вредное воздействие на окружающую природную среду за счет абсолютного снижения объемов выделяющихся в производстве вредных веществ (формальдегида, фенола, метанола и др.).

В ЦНИИФ ведутся работы по разработке и внедрению нового класса пропиточных смол, технологии изготовления бумажносмоляных пленок и отделки фанеры данными пленками, созданию целого класса экологически чистых водостойких клеев и получению на их основе фанеры и древесных плит.

ХИМИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННАЯ ДЕФИБРАТОРНАЯ МАССА В КАЧЕСТВЕ ВОЛОКНИСТОГО ПОЛУФАБРИКАТА ВЫСОКОГО ВЫХОДА

Т.В. СОЛОВЬЕВА, БГГУ, г. Минск,

Д.В. КУЗЕМКИН

В настоящее время в странах с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью (ЦЕП) продолжается переход от производства традиционных видов древесной (механической) массы к выпуску различных видов полуфабрикатов с высоким выходом из древесины. За короткое время появилось множество модификаций ВПВВ, близких по технологии производства и свойствам. К ним может быть отнесена дефибраторная масса, полученная путем размола предварительно пропаренной щепы, применяемая в производстве древесноволокнистых плит (ДВП).

При ежегодном увеличении объемов производства целлюлозы на 2,5 % темпы роста объемов производства волокнистых полуфабрикатов высокого выхода (ВПВВ) -

различных видов механической массы в мире в последние годы составляет в среднем 10,6 % в год. Механическая масса - это волокнистый полуфабрикат, получаемый из древесного сырья (балансов, щепы) путем истирания балансов на дефибрерных камнях - дефибрерная древесная масса (ДДМ) или путем механической обработки щепы в дисковых мельницах - рафинерная (РДМ или РММ), термомеханическая (ТММ), химикотермомеханическая (ХТММ), химикомеханическая (ХММ).

Такой рост объемов производства ВПВВ вызван широкой областью их применения. Так ХТММ используется в абсорбирующем слое санитарно-гигиенических изделий, в композиции газетной и упаковочной бумаги, ТММ может быть единствен-

ным компонентом в газетной бумаге и вводиться в композицию писчей бумаги, ХММ используется в производстве картона и в бумаге для гофрирования и т.д.

Эти полуфабрикаты в современных условиях являются дефицитными и дорогостоящими, что предопределило необходимость поиска новых видов волокнистых материалов, способных заменить традиционные ВПВВ. В качестве такого заменителя предлагается применение дефибраторной массы, дополнительной обработкой которой химическими реагентами щелочного или кислотного характера можно увеличить ее бумагообразующие свойства, приблизив их к свойствам механической массы и макулатуры.

Проведенные ранее исследования, в том числе на кафедре химической переработки древесины БГТУ, показали, что де-фибраторная масса от производства ДВП по мокрому способу, дополнительно обработанная химикатами (ДМХ), обладает повышенной реакционной способностью. При этом сокращается время размола. Так, волокна, обработанные 5 %-ым раствором карбамида при размоле на мельнице ЦРА в течение 20 минут достигали степени помола 50 °ШР, в то время как исходные - 39,5 °ШР.

Как видно из таблицы, максимальные значения показателей достигаются при температуре 40 °С и времени обработки 28,5 мин.

Введение в композицию отливок бумаги макулатуры способствовало повыше-

Исследовалась дефибраторная масса, отобранная в цехе ДВП РО «Борисовдрев», которая обрабатывалась 1,5 % растворами соды, карбамида, моносульфита натрия и уксусной кислоты с изменением продолжительности обработки и расхода реагентов. В связи с наибольшей доступностью и низкой стоимостью карбамида дальнейшие исследования проводились именно с этим реагентов. Был реализован двухфакторный эксперимент с применением плана Коно, где независимыми переменными являлись время (XI) и температура (Х2) обработки древесного волокна 1,5 %-ым раствором карбамида перед размолом. Последующий размол обработанной химикатами массы осуществлялся на мельнице ЦРА в течение 20 минут.

Из полученных образцов древесноволокнистой массы в лабораторных условиях были изготовлены стандартные отливки бумаги, которые затем испытывались согласно ГОСТ 135251.1-79 и ГОСТ 12605-82 по показателям прочности на разрыв (разрывной длины - Ь, м) и поверхностной впитываемо-сти воды при одностороннем смачивании (Вп, г/м2).

Матрица плана Коно в явном виде и результаты представлены в таблице.

нию их прочности. Гак при соотношении 70/30 м.д. ДМХ и макулатуры разрывная длина составляла 416 м, а 30/70, соответственно, 1075 м.

Исследования показали, что наибольшая интенсивность воздействия карба-

Таблица

№ (XI), мин (Х2), °С СП, °ШР Ь, м Вп, г/м2

Контр. _ - 39,5 151,0 1 | ОС і 1 і і і

1 0,5 20 42,0 156,0 115,3

2 14,5 20 43,0 161,4 135,0

3 28,5 20 49,8 181,2 136,9

4 0,5 40 42,3 159,4 128,8

5 14,5 40 43,0 162,9 138,6

6 28,5 40 55,8 223,3 190,1

7 0,5 60 43,8 161,8 136,8

8 14,5 60 44,5 198,4 143,0

9 28,5 60 50,8 203,7 164,2

мида (так же, как и других испытанных химических реагентов щелочного и кислотного характера) проявляется в начальный период обработки - до 1 мин. Это дает основание

полагать, что химическое модифицирование дефибраторной массы делает возможным получение волокнистого полуфабриката (ДМХ) в условиях производства ДВП.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСОПИЛЕНИЯ

Р.Е. КАЛИТЕЕВСКИИ, д. т. н., заслуженный деятель науки РФ, академик РАЕН, профессор, Санкт-Петербургская Лесотехническая академия

Информационные технологии (ИТ) относятся к классу высоких технологий, представляющие собой сплав науки с инженерным искусством. Современные лесопильные предприятия должны иметь высокий уровень оптимизации процессов раскроя пиловочного сырья на пилопродукцию с использованием компьютерной техники, по существу они должны иметь ИТ лесопиления, позволяющие сэкономить от нескольких процентов до нескольких десятков процентов перерабатываемых пиловочных бревен.

Различают ИТ каких-либо отдельных процессов и производств, отличающихся по виду конечной пилопродукции. Сущность ИТ отдельных процессов заключается в применении средств измерения, например, оптико-электронных и других типов измерительных систем, обеспечивающих технологическую связь с ЭВМ, а также средств обработки, хранения и использования информации. Особенностью ИТ процессов является, как правило, включение в контур управления оборудование оптимизационных программ. В ИТ производств происходит объединение маркетинга, управления, планирования деятельностью предприятия, направленные на рост прибыли, получения заказов, планирования и оперативного управления в единую систему для получения максимальной эффективности производства.

Можно различить ИТ следующих основных процессов:

1. ИТ окорки хлыстов и бревен. Анализ показывает, что при оптимизации про-

цессов окорки при дистанционном бесступенчатом регулировании скорости подачи и частоты вращения ротора производительность окорочных станков может быть увеличена по сравнению со средними показателями в промышленности летом до 3 и зимой до 4 раз. Однако, при этом необходимо взаимное соответствие семи параметров.

2. ИТ раскроя хлыстов. Здесь наиболее эффективен вариационный метод, предусматривающий оптимизацию раскроя каждого хлыста на бревна нескольких длин по критерию максимального выхода пиломатериалов. Общая экономия сырья при ИТ раскроя хлыстов составляет 5, а иногда до 8 и более процентов.

3. ИТ сортировки бревен. Это позволяет сэкономить 2-3 %, а за счет точности приемки до 5 % и более пиловочного сырья. Это достигается за счет сортировки бревен с точностью ± 1...2 мм с учетом их кривизны, сбега и других особенностей формы при обработке этой информации по специализированной программе на ЭВМ.

4. ИТ раскроя бревен на пилопродукцию в основном на фрезерно-ленточнопильном и фрезерно-круглопильном оборудовании.

В мировой практике в ИТ применяются системы гибкого базирования типа «Оптилог», «Оптикант» и «Оптиэджер», оснащенные сканирующими датчиками и включенные в контур системы управления для распиловки бревен, брусьев и обрезки необрезных досок. Мировая практика пока-