Разработка технологического процесса производства фанеры

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Тихоокеанский  государственный университет»

 

Кафедра «Технология  деревообработки»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

По  дисциплине: «Технология клееных материалов и древесных плит»

На  тему: «Разработка технологического процесса производства фанеры »

 

КП 060420321.00.00.00 ПЗ

 

 

 

 

Выполнил: ст. группы ТД-61у

Царёв Д.С.

 

                                                                  Проверил: Бегунков О.И.

 

 

 

 

2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовой  проект содержит 1 лист чертежа формата А1, пояснительную записку на 101 листах формата А4, включая 1 рисунок,13 таблиц, 10 литературных источников.

Чураки, сырье, сортовой выход, лущение, шпон, сушка шпона, оборудование, ножницы, прессование, охлаждение, раскрой, шлифование, обрезка, упаковка.

Объектом исследования является технологический процесс производства фанеры.

Цель работы –разработать технологический процесс производства фанеры.

В процессе работы был  разработан технологический процесс производства фанеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………………………6

1.Характеристика  сырья, материала и продукции………………………9

2.Разработка  схемы технологического процесса с обоснованием принятых решений, патентный поиск……………………14

  2.1.Схема технологического процесса производства березовой фанеры………………………………………………………………………………………………………………14

  2.2.Описание схемы технологического процесса производства березовой фанеры………………………………………………………………………………………14

3.Расчет  сырьья, полуфабрикатов, основных вспомогательных материалов, сортовой выход………………………………31

  3.1.Расчет сырья  и полуфабрикатов…………………………………………………31

  3.2.Расчет клеевых материалов, клеев, смол…………………………53

  3.3.Сортовой выход…………………………………………………………………………………………57

4.Выбор  и расчет потребного технологического  и транспортного оборудования…………………………………………………………………………59

  4.1.Расчет производительности  подъемно-транспортного оборудования, складов сырья………………………………………………………………………59

  4.2.Расчет производительности  оборудования для подготовки  сырья к лущению…………………………………………………………………………62

  4.3.Расчет производительности  оборудования для лущения древесины  и рубки шпона…………………………………………………………………………………64

  4.4.Расчет производительности оборудования для сушки шпона…………………………………………………………………………………………………………………………………73

  4.5.Расчет производительности  оборудования для нормализации  качества и размеров шпона…………………………………………76

  4.6.Расчет производительности  оборудования для нанесения клея на шпон, холодной подпрессовки пакетов, склеивание пакетов………………………………………………………………………………………………80

 

4.7.Расчет производительности оборудования  для обработки клееной продукции…………………………………………………………………………………………………87

5.Описание  технологического процесса………………………………………………91

6.Составление  ведомостей потребного количества  пара,

воды, сжатого воздуха, электроэнергии на технологические нужды…………………………………………………………………………………………………………………………………92

7.Охрана труда  и окружающей среды………………………………………………………93

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………………………………98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Лесопромышленный комплекс (ЛПК) России в последние годы характеризуется  небольшой величиной ускорения  роста объема производства продукции(таблица 1, 2), сравнительно низкой производительностью туда, несовершенной структурой экспорта.

Таблица 1

Виды  лесопродукции	Январь - июнь		Январь-июнь 2006 г. К январю-июню 2005 г
	2005 г.	2006 г.
Пиломатериалы, млн.м3	10,9	10,1	0,927
Фанера, млн.м3	1,2	1,3	1,083
Древесноволокнистые плиты (твердые), млн.м2	184,3	178,0	0,966
Древесностружечные плиты, млн.м3	1,8	2,1	1,167
Бумага и картон, млн.т	3,49	3,67	1,052

 

Таблица 2

Виды  Лесопродукции	Объем производства/экспорта лесопродукции по годам
	1985	1990	1995	2000	2004	2004/ 1985
Пиломатериалы, млн.м3	80/7,6	75/4,5	26,5/4,9	20/7,8	20/13,1	0,25/1,72
Фанера, тыс.м3	1594/410	1597/254	939/691	1484/974	2233/1438	1,40/3,51
Древесноволокнистые плиты, млн.м2	4672/298	5568/46	2206/110	2335/135	3603/226	0,77/0,76
Древесноволокнистые плиты, млн.м3	453/72	483/15	234/46,2	278/87	262/80,5	0,80/1,12
Целлюлоза, тыс.т	7544/965	7525/427	4197/1362	-	5915/1866	0,78/1,98
Бумага и картон, млн.т	7728/1090	8129/894	4074/1450	-	6789/2590	0,88/2,38

 

На явно неудовлетворительном общем фоне развития ЛПК неплохие результаты показывает фанерная подотрасль. Произ-

водство фанеры сегодня  формируется под влиянием роста

спроса на нее со стороны основных зарубежных потребителей: строительства (жилищного и промышленного), транспортного машиностроения, контейнеростроения и других производств.

Природные запасы древесины, в первую очередь березы, на территории нашей страны позволяют увеличить годовой объем производства фанеры в несколько раз. Принятие решения об ассортиментной стратегии развития фанерного производства в регионе должно базироваться на анализе как внутреннего, так и внешнего спроса на древесные плитные материалы. Анализ результатов проведенных исследований показывает:

• Несмотря на имевшиеся в 90-е годы прошлого века прогнозы по снижению величины ускорения роста объема выпуска фанеры, ее производство лидирует по сравнению с другими древесными плитами. С 1990 г. по 2004 г. годовой объем выпуска вырос почти в 1,5 раза и в 2004 г. составил около 68 млн.м³;
• Крупнейшими производителями фанеры являются Китай (21,8 млн.м³), США (14,9 млн.м³), Индонезия (6,5 млн.м³). Россия, занимающая сегодня 8-е место в мире по годовому объему производства фанеры, входит в число пяти крупнейших экспортеров (Индонезия-5.1 млн.м³, Малазия-4,0, Китай-2,4, Бразилия-2,1, Россия-1,4 млн.м³);
• Россия, в отличие от Китая, преимущественно ориентированного на внутреннее потребление фанеры, в 2004 г. Экспортировала 64,1% произведенной фанеры, в том числе в США - около 30% экспорта;
• В развитых странах продолжается тенденция расширения выпуска фанеры специального назначения (для строительства, транспортного машиностроения и т.д.) в облагороженном виде;
• Наблюдается тенденция снижения объемов производства фанеры из древесины лиственных пород (за исключением березы), не смотря на высокую востребованность в облагороженном виде
• Экспорт фанеры осуществляется преимущественно в рамках одного материка. Торговый обмен между материками менее значителен, чем между регионами одного материка: стоимость фрахта так высока, что экспорт деловой фанеры общего назеначения в отдаленные страны невыгоден.

Несмотря на тенденцию  снижения мирового годового объема производства фанеры из древесины лиственных пород, результаты прогнозирования развития мирового рынка фанеры с учетом ее функционального назначения свидетельствуют о целесообразности дальнейшего расширения производства ламинированной большеформатной березовой фанеры для строительства (предназначенной для изготовления как ограждающих, так и несущих конструкций), а также поддержания в ближайшей перспективе достигнутого уровня годового объема производства березовой фанеры формата 1525*1525 мм (традиционного для России)

 

 

 

 

 

 

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛА И ПРОДУКЦИИ

 

1.1 Характеристика сырья

 

Береза имеет довольно плотную древесину белого цвета, без ядра; у молодого дерева древесина трудно колется, упруга, вязка и довольно крепка, но сильно коробится. У старых толстых берез внутренняя древесина нередко окрашена в шоколадный цвет (ложное ядро) — признак уже начавшегося загнивания. Вообще береза редко живет более 100 лет и сравнительно рано начинает страдать сердцевинной гнилью, губками и т. п. Березовые поделки прочны в сухом помещении, в сырости же и на открытом воздухе подвержены скорой порче.

Береста или березовая кора, содержа много смолы, трудно поддается гниению и плохо пропускает сырость, почему ею, напр., часто обертывают концы балок и вообще пользуются в качестве материала, изолирующего от сырости; она идет также для сидки дегтя.

Формат фанеры 1525x1525 мм, длина чурака 1,6 м (по заданию). Требования к качеству сырья сводятся к ограничению пороков и дефектов древесины, основные из которых следующие: сучки, ложное ядро, кривизна, внутренняя гниль, синева, торцовые трещины, прорость, запил, отщеп, скол, обдир коры, пасынок, морозобоина, метик, отлуп.

 

 

 

 

 

 

1.2 Характеристика материала

 

Процесс получения тонкой ленты древесины из чурака подобен  разматыванию рулона бумаги. Для этого сортименту сообщается вращательное движение, а режущему инструменту — поступательное в направлении оси вращения чурака. Изготовленная таким образом стружка (шпон) по прочности несколько уступает образцам, получаемым, например, пилением.

Шероховатость поверхности шпона ограничивается требованиями, предъявляемыми к качеству готовой фанеры. Для фанеры, лицевые слои которой изготовляют из древесины лиственных пород, R_zmax должно быть не более 200 мкм.     

Размеры листов шпона  по длине, ширине и толщине определяются размерами изготовляемой из нее продукции.

Требования, предъявляемые  к шпону, могут быть выполнены путем применения правильного режима лущения древесины, касающиеся угловых параметров резания и обжима шпона.

Таблица 1.1 - Прочность  образцов березового шпона влажностью 10%

Направление приложения растягивающих сил	Предел прочности, МПа, при растяжении
	Образцов полученных пилением	Лущенного шпона
Вдоль волокон  древесины	150-160	110-130
Поперек волокон  древесины	10-11	2,5-4

 

 В качестве связующего в задании дана карбамидноформальдегидная смола (КФ), сырьем для которой служат карбамид (мочевина)-СО(NH₂)₂ и формальдегид HCOH. Карбамид-это белое кристаллическое вещество с плотностью 1,33

 

 

г/см³ и температурой плавления 130-135 ⁰С, хорошо растворимый в воде. Получают карбамид из аммиака и угольной кислоты: 2NH₃+CO₂=CO(NH₂)₂+H₂O. Формальдегид является простейшим альдегидом и получается из метилового спирта: 2CH₃OH+O₂=2HCOH+2H₂O. Это активное вещество представляет собой бесцветный газ с резким запахом. Соотношение исходных компонентов мочевина-формальдегид находится в пределах 1:1.5 – 1:2,0. С увеличением доли формальдегида уменьшается опасность желанитизации смолы, но возрастает ее токсичность.

КФ-смолы представляют собой сиропообразные жидкости с  концентрацией 65-70% после отгонки воды под вакуумом. Широкое применение таких смол и клеев на их основе обусловлено рядом преимуществ: высокая скорость отверждения, низкая стоимость клеев, высокая прочность клеевого шва, слабый запах и бесцветность клея.

К недостаткам КФ-клеев следует отнести в первую очередь их ограниченную водостойкость и теплостойкость в пределах температур от -40 до +60⁰С, наличие токсичного компонента – свободного формальдегида, значительную усадку клея, плохое зазорозаполнение и повышенную коррозийную опасность клеев. Эти недостатки обуславливают и область применения соответствующей клееной продукции – только в комнатных или защищенных от атмосферных воздействий условиях.

Выбираем  клей марки КФ-О – малотоксичная. Массовая доля сухого остатка-66±1%; содержание свободного формальдегида не более-0,25%; динамическая вязкость при 20⁰С-230-400 МПа*с; условная вязкость при 20⁰С по ВЗ-4 – 45-70 с; допускаемая вязкость при хранении 120 с; водо-

 

 

родный показатель 7,5-8,5 рН; время желанитизации при 100⁰С – 40-60 с; предел прочности при скалывании по клеевому слою фанеры после 24 часов вымачивания в воде не менее 1,6 МПа; плотность при 20⁰С – 1,26-1,28 г/см³; температура замерзания -14…-18⁰С.