На горячий пресс поступают ковры с влажностью 5% и высушиваются до 2%. Всего в горячий пресс поступает:
абсолютно сухого волокна 130356,8 кг
парафина 1303,568 кг
смолы 3258,92 кг
воды (130356,8 + 3258,92 + 1303,568) * (100-95)/95 = 7101,015 кг
Всего: 130356,8 + 1303,568 + 3258,92 + 7101,015 = 142020,303 кг
В процессе сушки в горячем прессе испаряется воды:
(130356,8 + 3258,92 + 1303,568) *(100 – 95)/95 - (130356,8 + 3258,92 + 1303,568) * (100 – 98)/98 = 4347,56 кг
130356,8 кг
7101,015 кг
горячий пресс
4347,56
130356,8 кг
2753,455 кг
При продольной обрезке ковра перед горячим прессом отходы в количестве 4% возвращаются на формашину. Тогда на обрезную пилу с формашины поступает:
абсолютно сухого волокна 130356,8 *1,04 = 135571,072 кг
парафина 1303,568 * 1,04 = 1355,711 кг
смолы 3258,92 * 1,04 = 3389,277 кг
где 130356,8 кг, 1303,568 кг и 3258,92 кг – это количество абсолютно сухого волокна, парафина и смолы соответственно в плитах, поступающих на предварительную обрезку после горячего пресса;
воды 7101,015 * 1,04 = 7385,056 кг
где 7101,015 кг – количество воды в ковре перед подачей на горячий пресс.
Отходы при этом составляют 5680,813 кг, из них:
абсолютно сухого волокна 135571,072 – 130356,8 = 5214,272 кг
воды 7385,056 – 7101,015 = 284,041 кг
парафина 1355,711 – 1303,568 = 52,143 кг
смолы 3389,277 – 3258,92 = 130,357 кг
Всего: 5214,272 + 284,041 + 52,143 + 130,357 = 5680,813 кг
135571,072 кг
7385,056 кг
5214,272 кг
обрезная пила
284,041 кг
130356,8 кг
7101,015 кг
Эти отходы возвращаются на формашину. Всего в формашину поступает (волокно со второй ступени сушки + возвратные отходы):
абсолютно сухого волокна 130356,8 кг
воды 7101,015 кг
парафина 1303,568 кг
смолы 3258,92 кг
Всего: 130356,8 + 7101,015 + 1303,568 + 3258,92 = 142020,303 кг
На стадию сушки в циклонах теряется 3,7% вещества. Тогда с сушилок в циклоны поступает:
абсолютно сухого волокна 130356,8 * 1,037 = 135180 кг
воды 7101,015 * 1,037 = 7363,72 кг
парафина 1303,568 * 1,037 = 1351,8 кг
смолы 3258,92 * 1,037 = 3379,5 кг
Всего: 135180 + 7363,72 + 1351,8 + 3379,5 = 147275,02 кг
Отходы составляют: 147275,02 – 142020,303 = 5254,717 кг, из них:
абсолютно сухого волокна 135180 – 130356,8 =4823,2 кг
воды 7363,72 – 7101,015 = 262,705 кг
смолы 3379,5 – 3258,92 = 120,58 кг
парафина 1351,8 – 1303,568 = 48,232 кг
Всего: 4823,2 + 262,705 + 120,58 +48,232 = 5254,717 кг
135180 кг
7363,72 кг
4823,2 кг
циклоны 262,705 кг
130356,8 кг
7101,015 кг
Сушка волокна происходит в две ступени: на первой влажность снижается с 60% до 50%, а на второй ступени – с 50% до 5%.
При сушке на второй ступени испаряется воды:
(135180 + 3379,5 + 1351,8) * (100 - 50)/50 – (135180 + 3379,5 + 1351,8) * (100 – 95)/95 = 132547,547 кг
Всего на вторую ступень сушки поступает:
абсолютно сухого волокна 135180 кг
воды 139911,3 кг
парафина 1351,8 кг
смолы 3379,5 кг
где 139911,3 кг – это количество влаги в волокне после первой ступени сушки.
135180 кг
139911,3 кг
132547,547 кг
сушка второй ступени
135180 кг
7363,72 кг
На первой ступени сушки испаряется воды:
139911,3 * (100 – 40)/40 – 139911,3 *(100 – 50)/50 = 69955,65 кг
Всего на первую ступень сушки поступает:
абсолютно сухого волокна 135180 кг
воды 209866,95 кг
смолы 3379,5 кг
парафина 1351,8 кг
где 209866,95 кг – это количество воды в волокне, с влажностью 60%, до поступления на первую стадию сушки.
135180 кг
209866,95 кг
сушка первой ступени
69955,65 кг
135180 кг
139911,3 кг
Потери волокна в дефибраторе составляют 5% (около 2% за счет частичного гидролиза древесины при пропарке, а остальное – механические потери). Всего в дефибратор поступает:
абсолютно сухого волокна 135180 * 1.05 = 141939 кг
воды 94626 кг
парафина 1351,8 кг
где 94626 кг – количество влаги в древесине, поступающей в дефибратор после рубительного отделения, при влажности древесной щепы 40%.
141939 кг
94626 кг
115240,95 кг 6759 кг
дефибратор
135180 кг
209866,95 кг
На пропарку необходимо подать щепы (влажность 40%):
141939 / 0,6 = 236565 кг
Потери древесины в рубительном отделении составляют 3%.
На рубку поступает:
236565 * 1,03 = 243661,95 кг
При этом потери составляют:
243661,95 – 236565 = 7096,95 кг
из них:
абсолютно сухой древесины 7096,95 * 0,6 = 4258,17 кг
воды 7096,95 * 0,4 = 2838,78 кг
Всего в рубительное отделение поступает 243661,95 кг, из них:
абсолютно сухой древесины 243661,95 * 0,6 = 146197,17 кг
воды 243661,95 * 0,4 = 97464,78 кг
146197,17 кг
97464,78 кг
4258,17 кг
рубительное отделение
2838,78 кг
141939 кг
94626 кг
На этом расчет баланса сырья и материалов заканчивается. Данные о расходе сырья и материалов на 140 т готовых плит по ступеням технологической схемы приводятся в табл. 2.
Таблица 2
Материальный баланс технологического процесса получения ДВП
| Приход | Расход | ||
| Наименование материальных потоков | Количество, т | Наименование материальных потоков | Количество, т |
| Влажная древесина | 243,662 | Древесноволокнистые плиты | 140 |
| Парафин | 1,352 | Потери влажной древесины в рубительном отделении | 7,097 |
| Водорастворимая фенолформальдегидная смола СФЖ-3014 | 3,380 | Потери волокна в дефибраторе | 6,759 |
| Влага, испарившаяся при сушке | 202,503 | ||
| Вода, поступающая в дефибратор | 115,241 | Потери волокнистой массы в циклоне | 5,255 |
| Влага, испарившаяся в процессе сушки на горячем прессе | 4,348 | ||
| Вода на увлажнение в камеру кондиционирования | 8,717 | Потери при предварительной обрезке кромок | 4,010 |
| Потери при форматной обрезке плит | 2,380 | ||
| Всего | 372,352 | Всего | 372,352 |
4 Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования
4.1 Подбор рубительной машины
Сырье подается в производство в виде кондиционной щепы. Подготовка сырья к производству плит, состоящая в приготовлении кондиционной щепы, включает следующие операции: разделку древесины на размеры, соответствующие приемному патрону рубительной машины; рубку древесины на щепу; сортировку щепы для отбора требуемого размера с доизмельчением крупной фракции и удалением мелочи; извлечение из щепы металлических предметов; промывку щепы для очистки ее от грязи и посторонних включений.
Для приготовления щепы используем барабанную рубительную машину ДРБ-2.
Производительность аппарата составляет 4 – 5 м3/ч, диаметр барабана 1160 мм и число режущих ножей – 4. [1]
Из расчетов материального баланса получаем, что в рубительное отделение поступает 243661,95 кг влажной древесины в сутки, т.е. 10152,58 кг в час. Принимая плотность древесины равной 1540 м3/кг, получим:
10152,58/1540 = 6,59 м3/ч
Согласно расчетам необходимо установить две рубительные машины.
4.2 Подбор сортировочной машины
Полученную щепу после рубительных машин сортируют, в результате чего отбирают технологическую щепу, соответствующую предъявленным к ней требованиям.
Согласно материальному балансу на сортировку поступает 236565 кг влажной щепы в сутки, что составляет 9857 кг в час. Принимая средневзвешенную условную плотность древесного сырья равную 650 кг/м3, определим насыпную плотность ρн, кг/м3, по уравнению:
ρн = ρ · kп (1)
где kп – коэффициент полнодревесности для щепы, равный 0,39.
Получим:
ρн = 650 ·0,39 = 253,5 кг/м3
Тогда получим, что на сортировку поступает 9857/253,5 = 39 насыпных м3 в час.
Для сортировки технологической щепы используем сортировочную машину гирационного типа модели СЩ-1М, техническая характеристика которой приведена в табл. 3.
Таблица 3
Техническая характеристика сортировочной машины
| Показатели | Значение |
| Производительность, насыпных м3/ч | 60 |
| Число сит | 3 |
| Наклон сит, град | 3 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 3 |
| Масса, т | 1,3 |
4.3 Подбор дезинтегратора
Для измельчения крупной щепы используют молотковые дезинтеграторы. Выбираем дезинтегратор типа ДЗН-1, техническая характеристика которого приведена в табл. 4.
Таблица 4
Техническая характеристика дезинтегратора ДЗН-1
| Показатели | Значение |
| Производительность, насыпных м3/ч | 18 |
| Габаритные размеры, мм | |
| длина | 2300 |
| ширина | 1620 |
| высота | 825 |
| Масса, кг | 2248 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 11,4 |
4.4 Подбор расходных бункеров кондиционной щепы
Кондиционную щепу направляют в бункеры запаса или расходные бункеры в размольном отделении. По конфигурации в плане бункеры запаса бывают двух типов: прямоугольные и круглые.
Используем прямоугольные бункера, располагая их в здании отделения приготовления щепы. При небольших запасах щепа может храниться в вертикальных бункерах. Используем бункер типа ДБО-60, техническая характеристика которого приведена в табл. 5.
Таблица 5
Техническая характеристика вертикального бункера ДБО-60
| Показатели | Значения |
| Емкость бункера, м3 | 60 |
| Число выгрузочных винтовых конвейеров | 3 |
| Производительность одного винтового конвейера, м3/ч | 3,8 - 40 |
| Установленная мощность двигателей, кВт | 21,9 |
| Высота опор, м | 4 |
| Общая высота бункера, м | 11,75 |
| Общая масса бункера, т | 18,5 |
Требуемое количество бункеров nб определяем по формуле:
nб = Gщ · t/Vб · ρн · kзап (2)
где Gщ – часовая потребность проектируемого цеха в технологической щепе, кг/ч (по данным материального баланса Gщ = 9857 кг/ч); t – время, в течении которого бункеры обеспечивают бесперебойную работу потока, ч (при работе отделения по подготовке щепы в три смены t = 3 ч); Vб – объем бункера, м3; ρн – насыпная плотность щепы, кг/м3(определяли в пункте 4.2); kзап – коэффициент заполнения рабочего объема бункера (для вертикальных kзап = 0,9).
Получим:
nб = 9857 · 3/60 · 253,5 ·0,9 = 2
Соответственно устанавливаем три бункера, один из которых – резервный.