§ 16. Пресування плит

Мокрим пресуванням, як говорилося раніше, умовно називають отримання плит з вологих (сирих) деревоволокнистих полотен в пресі з використанням сітки для створення умов видалення води і пари.

Пресування плит - складний технологічний процес, під час якого відбуваються пов'язані між собою фізичні, хімічні і морфологічні зміни насиченого вологою деревного волокна. При пресуванні під впливом тиску пластифіковані водою набряклі волокна зближуються. Відбувається ущільнення клітин з одночасним випаровуванням води, насамперед великих пір, без змін у структурі полотна. Температура полотна не піднімається вище точки кипіння води до тих пір, поки вологість не впаде до точки насичення вологою волокна. Подальше випаровування вологи призводить до скорочення (стягування) мікропросторів між клітинами деревини. В результаті видалення води при підвищеній температурі і високому тиску в волокнистій структурі утворюються міжмолекулярні зв'язки з участю гідроксильних груп полісахаридів, насамперед геміцелюлоз і частково целюлози.

Легко гидролизуемой частиною деревини є геміцелюлози. Гідроліз геміцелюлоз можна представити наступними рівняннями:

У свою чергу гексозы і пентозы при нагріванні в кислому середовищі набувають чергові реакції. При реакціях утворюється пентоз фурфурол. Гексозы спочатку дають нестійкий оксиметил - фурфурол, який потім розкладається з утворенням левулиновой та мурашиної кислот, а потім здійснюються подальші реакції. В цих хімічних реакціях беруть участь поряд з полісахаридами і екстрактивні речовини.

Термогидролитические перетворення геміцелюлоз викликають збільшення вмісту водорозчинних продуктів в прессуемом матеріалі, освіта простих і сложноэфирных зв'язків між компонентами високомолекулярними деревини та смоляними кислотами. Цим пояснюють залежність показників фізико-механічних властивостей плит від кількісного зміни екстрактивних речовин.

При гарячому пресуванні під впливом кислого середовища відбувається конденсація лігніну. Відомо, що лігнін - аморфний рідко- сітчастий полімер, пов'язаний з вуглеводами хімічно.

Зі збільшенням температури при пресуванні поряд з руйнуванням геміцелюлоз посилюються реакції конденсації лігніну.

У процесі пресування плит целюлоза також зазнає зміни, порушується її структура та дещо знижується ступінь полімеризації. Оскільки між ступенем полімеризації целюлози і міцністю волокна існує сувора залежність, ступінь полімеризації целюлози не повинна бути нижче 600.

В освіті межволоконное зв'язків у деревоволокнистого плитного матеріалу беруть участь всі основні компоненти лигноугле - водного комплексу. Підвищення гнучкості ланцюгів макромолекул, розм'якшення аморфної частини складових компонентів деревини, збільшення і активізація поверхні деревних волокон створюють умови протікання реакцій і адгезійних контактів, перетворюють древесноволокнистое полотно в плиту.

Міцність плит в цілому визначається міцністю волокна і межволоконное зв'язків. Міцність волокон на раарыв залежить від породи деревини. Наприклад, для сосни і ялини вона становить 80... 100 МПа. Міцність волокна значно перевищує міцність готових плит, отже, останню визначають межволоконные зв'язку.

Перед подачею в прес при транспортуванні вологого полотна важливо зберегти його структуру. Для цього полотно древесноволокнистое поміщають на транспортний лист з сіткою, які повинні бути чистими і не покоробленными. Необхідно запобігати попаданню на поверхню полотен пучків волокон, які налипають на конвеєр, а потім обсипаються. Вологі полотна подаються в завантажувальну етажерку, кожен поверх якої завантажується один транспортний лист з вологим полотном. Завантаження проводиться при опусканні і потім підйомі етажерки через один поверх. З допомогою завантажувача всі полотна одночасно подаються в прес.

Час завантаження преса у сучасних пресів приблизно 1 мін. Поверхи преса замикаються знизу вгору. Для створення однакових умов пресування по всіх поверхах преса служить механізм одночасного змикання плит, що особливо важливо при поверховості преса більше 25, коли різниця у часу теплової обробки плит на нижньому і верхньому поверхах стає значною.

Технологічний режим пресування плит залежить від наступних факторів: якості сировини і волокнистої маси, вологості, товщини п і структури сформованого полотна, технічних параметрів і стану преса і його «одягу» (глянцевих листів та ін). Основні параметри пресування: температура, тиск, час. Залежність цих параметрів для одного циклу позначають діаграмою (циклограммой).

Приклад найбільш поширеною наведено циклограми на 56. Температура пресування під час всього циклу постійна. Тиск пресування змінюється відповідно трьом фазам: віджиму, сушінні, загартуванню. Тиск зображено умовно прямими лініями, хоча насправді ово коливається в межах, встановлених регулюючою апаратурою.

Фаза віджиму - початкова і дуже важлива стадія пресування, під час якої віджимається майже '/з міститься у волокнистому полотні води. Максимальний тиск на полотно при цьому

повинно бути 5,0...5,5 МПа; час підйому тиску разом з часом змикання плит преса не більше 1,5 хв. Витримка при високому тиск зазвичай складає не більше 30 с. Короткий цикл першої фази визначається її призначенням: механічним видаленням води.

Фаза сушіння настає після віджимання. У древесноволокнистом полотні через 1,5... 2 хв починається інтенсивне пароутворення. Щоб створити сприятливі умови для видалення пари з полотен, тиск пресування знижують до 0,8 МПа. Час залежить в основному від товщини плити і становить 3,5...7 хв. Сушку

При високому тиску в плиті відбуваються зміни, знижують здатність волокон поглинати вологу. Загартування плит в пресі зменшує об'ємні деформації плит в умовах змінної вологості при експлуатації та підвищує показники фізико-механічних властивостей.

Умови загартування плит залежать від породного складу сировини. Плити з листяних порід більш гігроскопічні, ніж з хвойних, тому вони потребують більш інтенсивної обробки. Однак загартування для них починають при меншому вмісті вологи, щоб плити не пригорали до сіток.

Загальна тривалість третьої фази зазвичай не перевищує 3 мін.

На хід ведення процесу пресування впливає температура плит преса. При збільшенні температури підвищуються показники фізико-механічних властивостей виготовлених деревоволокнистих плит. На 57 наведено залежності межі міцності при вигині, водопоглинання і розбухання плит після пресування від прийнятої температури плит преса. Встановлена оптимальна температура пресування - 200... 215°С. Підвищена температура прискорює процес висушування деревоволокнистого полотна.

Зміна температури плит преса і деревоволокнистого полотна під час пресування представлено на 58, а. Лінія зображує 2 зміна температури плит преса. Під час фази віджиму, коли на прогрів вологого деревоволокнистого полотна витрачається велика кількість теплоти, температура плит преса

падає, але по мірі зменшення витрати теплоти поступово повертається до початкового значення. 3 лінії зображують зміна температури шарів деревоволокнистого полотна - верхнього, середнього і нижнього. Під час всього циклу пресування ця температура зростає, майже досягаючи в кінці пресування температури плит преса. Найкраще прогрівається верхній шар, дотичний безпосередньо з глянцевим листом. Найменший прогрів спостерігається у нижнього шару, так як через нього відбувається основне випаровування води. При незначній вологості деревоволокнистого полотна лінії 3 зближуються.

Зміна вологості деревоволокнистого полотна ілюструє лінія 4 Початкова вологість полотна близько 75%, а вологість готової плити близько 1,5%, причому найбільш повільно висушується середній шар.

Готові деревноволокнисті плити на піддонах транспортуються з преса розвантажувач в розвантажувальну етажерку. Після заповнення етажерки вона починає опускатися і з неї пакети по одному подаються до вакуум-отделителю готових плит. Пресова установка комплектується околопрессовой механізацією, що представляє собою систему конвеєрів, які призначені для повернення транспортних листів з сітками назад для укладання на них вологих деревоволокнистих полотен.

Для інтенсифікації процесу застосовують нову систему околопрессовой механізації. У цій системі транспортний лист для вологих деревоволокнистих полотен замінений на рамку з закріпленої у ній транспортною сіткою. При цьому краще використовується просвіт між плитами преса, відпадає необхідність в установці протизносних аркушів, виключається вплив на різно - толщинность плит нерівномірності товщини транспортного листа і, головне, поліпшується теплопровідність пакету, знижується витрата теплоти на 20...25%, скорочується цикл пресування.

Одне з основних напрямків при підвищенні продуктивності технологічних ліній з виробництва деревоволокнистих плит - збільшення поверховості пресових установок з одночасним збільшенням швидкостей відливних машин і конвеєрів околопрессовой механізації.

При випуску тонких плит процес можна прискорити шляхом одночасного пресування по дві плити в одному проміжку преса. В цьому випадку цикл пресування на одну плиту скорочується і збільшується продуктивність технологічної лінії.

Важлива умова інтенсифікації процесу пресування - впровадження автоматизованої системи управління процесом. При використанні, наприклад, приладу з контролю товщини пресованого деревоволокнистого полотна автоматично встановлюється оптимальна тривалість сушіння, що скорочує цикл пресування і підвищує якість випущених плит.