К санитарной характеристике плит предъявляют все более жесткие требова-ния. Требования носят дифференцированный характер. В зависимости от назначе-ния плит, от степени выделения свободного формальдегида разделены на три груп-пы эмиссии: Е-1, Е-2 и Е-3.
В соответствии с ГОСТ 10632—89 содержание вредных химических веществ, выделяемых плитами в производственных помещениях, не должно пре-вышать ПДК для воздуха рабочей зоны производственных помещений (т. е. 0,5 мг/м3), а количество вредных химических веществ, выделяемых плитами в условиях эксплуатации, не должно превышать в окружающей среде ПДК, утвер-жденных Минздравом РБ для атмосферного воздуха.
На эмиссию формальдегида из плит оказывают влияние большинство тех-нологических факторов: свойства смолы; состав и расход связующего; порода древесины, влажность осмоленной стружки; температура и продолжительность прессования плит; условия охлаждения (кондиционирования).
Наиболее значительное влияние на величину и продолжительность выделе-ния формальдегида из плит оказывает содержание свободного формальдегида в смоле /3/.Улучшение санитарной характеристики плит достигнуто за счет совер-шенствования химических свойств используемых синтетических смол, пре-имущественно за счет снижения содержания свободного формальдегида. С этой целью изменяют режим синтеза смол (молярное соотношение карбамида и фор-мальдегида К:Ф, температуру и рН реакционной массы).
Снижение содержания формальдегида в смолах, а в конечном итоге и в плитах, в первую очередь достигается благодаря снижению мольного соотношения карбамида и формальдегида К:Ф — от 1:1,8 до 1:1,1. Однако производство мало-токсичных смол при низком мольном соотношении ведет к ухудшению некоторых показателей смол /3/, а в конечном итоге и к ухудшению физико-механических по-казателей плит. Это требует увеличения расхода связующего или повышения плот-ности плит, при этом возрастают материалоемкость и стоимость плит.
На выделение формальдегида из готовых плит влияет и состав связующего. При прессовании плит с отвердителем (NН4С1) во внутреннем слое содержание формальдегида в плитах меньше примерно на 20%, чем при прессовании без отвер-дителя. С увеличением количества отвердителя в составе связующего выделение формальдегида из готовых плит уменьшается, однако при этом снижается проч-ность плит.
Расход связующего значительно меньше влияет на эмиссию формальдегида из плит, чем содержание свободного формальдегида в смоле, а при использовании смол с низким молярным соотношением К:Ф изменение расхода связующего не от-ражается на эмиссии формальдегида из плит.
По своей природе формальдегид является весьма активным химически и вступает в реакцию со многими химическими веществами. Однако до сих пор не найдено вещество, способное решить проблему связывания формальдегида.
Некоторого уменьшения выделения формальдегида из готовых плит можно добиться введением в состав связующего аммиака и карбамида. Но при этом сни-жается реакционная способность связующего, что может привести к снижению прочности и водостойкости плит.
Массовая доля сухого остатка связующего и связанная с ней влажность осмоленной стружки также существенно влияет на выделение формальдегида как в процессе прессования, так и из готовых плит. Повышение сухого остатка смолы от 50 до 70 % снижает выделение из нее формальдегида в 1,7 раза. Предполагается, что с понижением сухого остатка смолы в ней увеличивается содержание низкомо-лекулярных соединений, содержащих метилольные группы в концевых звеньях. Взаимодействуя с водой, концевые звенья становятся более подвижными, менее стойкими и при повышении температуры могут разлагаться, выделяя формальде-гид.
Возрастание влажности осмоленной стружки приводит при прочих Одина-ковых условиях к увеличению выделения формальдегида в процессе прессования /1/ и из готовых плит. Зарубежными исследованиями установлено, что при сниже-нии влажности осмоленной стружки на 1 % содержание формальдегида в готовых плитах уменьшается н 4,9…6,5%. Наименьшее выделение свободного формальде-гида при влажности осмоленной стружки 7…9 % .
С повышением температуры прессования резко возрастает выделение формальдегида из плит в период прессования /3/, что в свою очередь приводит к уменьшению содержания формальдегида в готовых плитах. Установлено, что при повышении температуры прессования на 100С содержание свободного формальде-гида в плитах уменьшается в среднем на 4,3 %. Таким образом, для улучшения санитарно-гигиенической характеристики плит их прессование следует вести при высоких (180…220°С) температурах с тем, чтобы в период горячего прессования и при выгрузке плит из пресса было удалено (выделено) наибольшее количество сво-бодного формальдегида, а его содержание в плитах осталось минимальным.
Продолжительность прессования плит меньше влияет на выделение фор-мальдегида из плит в процессе прессования и его содержание в готовых плитах. Установлено, что увеличение на 1 с продолжительности прессования в прессе на 1 мм толщины плиты (в диапазоне от 12 до 20 с/мм готовой плиты) снижает содержание формальдегида в плитах в среднем на 3,3 % (в нижней части диапазона на 4,8, в верхней — на 2,4 %). Температура и продолжительность прессования тесно взаимосвязаны, поэтому с повышением температуры прессования и сокра-щением продолжительности выдержки выделяется примерно одинаковое коли-чество формальдегида.
Исследованиями ЦНИИФа выявлена общая для всех указанных факторов тенденция уменьшения выделения формальдегида из готовых плит при их выдерж-ке. При этом чем больше выделения формальдегида из плит непосредственно пос-ле прессования, тем выше при прочих равных условиях продолжительность этих выделений.
Возможность улучшения санитарно-гигиенической характеристики плит за счет изменения указанных технологических параметров довольно ограниченна, так как технологические параметры, измененные в целях уменьшения содержания сво-бодного формальдегида в готовых плитах, часто не совпадают с теми, которые необходимы для получения высоких показателей свойств плит и экономических показателей их производства. Можно выделить следующие мероприятия, оказы-вающие благотворное влияние как на улучшение физико-механических показа-телей, так и на санитарно-гигиеническую характеристику плит: высушивание стружки до минимально возможной влажности 1...3%; использование смол с низ-ким содержанием свободного формальдегида и связующих с высоким сухим остатком (60…65%) и как итог — использование осмоленной стружки низкой влажности, 6…8% для внутреннего слоя и 10. ..12% для наружных слоев; прессова-ние плит при высоких температурах (180...220°С).
2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ТРЕХСЛОЙНЫХ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
В качестве сырья для производства древесноволокнистых плит используют отходы лесопиления и деревообработки, дровяное долготье, мелкий круглый лес от рубок ухода и лесосечные отходы.
Подготовка сырья к производству заключается в приготовлении техноло-гической щепы (для внутреннего слоя) и стружки (для наружных слоев). Для наружных слоев трехслойных плит рекомендуется в первую очередь использовать древесину хвойных пород в виде кругляка, колотой древесины, карандашей и др.
Для наружных и внутренних слоев плит используем следующий породный состав древесного сырья: сосна, береза, осина (соотношение хвойных пород к лиственным – 60:40). На станки для переработки сырья поступает древесина со строго определенными размерами: длиной и толщиной (диаметром). Поэтому все сырье перед поступлением к стружечным станкам разделывают по длине и тол-щине (диаметру).
Толщина (диаметр) перерабатываемого сырья ограничивается размерами проходного окна питателя рубительной машины. Для разделки по длине длин-номерное сырье в пучках для наружных слоев поступает сначала в разобщитель 1, который раскатывает пучки в однорядный слой и поштучно выдает бревна или хлысты на многопильный станок для разделки сырья по длине 2, в ко-тором сырье разделывают на чураки длиной 1 м. На линии переработки сырья для наружного слоя плит устанавливаем один станок для разделки сырья по длине ДЦ-10.
После станка 2 раскроенное длинномерное сырье поступает по ленточному конвейеру через конвейер питатель в стружечный станок 5. На лини устанавливаем один стружечный станок ДС-6.
По скребковому конвейеру 6 стружка от стружечного станка 5 поступает в бункер 7. Используем три вертикальных бункера ДБО-60, один из которых – ре-зервный. Из бункера 7 стружка далее поступает в барабанную сушилку 8, где высушивается до влажности 5%. Устанавливаем три барабанных сушилки Н167-66, одна из которых – резервная. В качестве агента сушки выступают топочные газы с на-чальной температурой 3350С.
Высушенная стружка поступает через циклон в противопожарный бункер 10, где подвергается дополнительному охлаждению, откуда далее направляется в меха-ническую сортировку 11. На данной стадии устанавливаем качающуюся меха-ническую сортировку ДРС-2. Стружка допустимых размеров через циклон поступает вертикальный бункер 12, на котором дополнительно установлены весы 13. Исполь-зуем три бункера ДБО-60 (из них один – резервный). Стружку на данной стадии необ-ходимо дозировать по весу. Так как в бункере ДБО-60 весы не предусмотрены, устанавливаем дополнительно весы ОДКЧ-200А. Из бункера 12, дозированная масса стружки поступает в бункер питатель 14 откуда далее в смеситель 15. На данной линии используем малогабаритный скоростной смеситель с безвоз-душным распылением связующего ДСМ-5.