Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время проблема охраны и разумного отношения к окружающей среде стала глобальной, а мало -и безотходные технологии - одним из основных направлений её решения. Требуется обеспечение минимальных экологических рисков из-за промышленных газовых выбросов и сточных вод. Из всех существующих способов производство древесноволокнистых плит (ДВП) по мокрому способу формирования ковра имеет наибольшее распространение. В то же время ему присущи недостатки, связанные со значительным расходом технологической воды и сбросом на очистные сооружения сточных вод.
Сокращение расхода воды в производстве ДВП достигается повышением степени замкнутости цикла водоиспользования и увеличения концентрации древесноволокнистой массы (ДВМ) при ее транспорте, хранении и отливе. Наличие продуктов термогидролитической деструкции древесины, экстрактивных веществ, химических добавок ограничивает срок пригодности оборотных вод. На предприятиях предусмотрен их частичный сброс. Увеличение концентрации массы при мокром способе формирования ковра, в свою очередь, ограничено условием подвижности древесных волокон друг относительно друга для реализации плитообразующих свойств, обеспечивающих возник-' иовение необходимой структуры будущих ДВП. Совершенствование вопросов формирования ковра из массы высокой концентрации в рамках существующих производств практически исчерпано/Поиск принципиально новых технологических решений является актуальной научной задачей. Задачам сокращения расхода технологической воды отвечает, получивший развитие в 60-тых годах сухой способ формирования ДВК и различные варианты (полусухой и др.). С целью принципиально нового технического решения в диссертации предлагаются научное обоснование и технология формирования ковра из массы высокой концентрации с использованием пены - так называемый пенный способ. Поскольку трехфазная система существенно затрудняет процесс обезвоживания и уплотнения ковра, требовалась разработка способа регулирования устойчивости системы и поиск технического приема резкого перехода к двухфазной системе волокно-вода. Совокупность технических решений, раскрывающие принцип формирования ковра с использованием пены, и составляет предмет настоящей диссертации, призванной открыть возможность практической реализации технологии ДВП по пенному способу.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка технологии древесноволокнистых плит из массы высокой концентра-
4' ции с использованием пены. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
разработать принцип снижения расхода воды на стадии напуска древесноволокнистой массы без увеличения ее вязкости;
исследовать пенообразующую способность поверхностно-актив-ных веществ для вспенивания древесноволокнистой массы;
изучить вариабельность структуры древесноволокнистого ковра из вспененной массы высокой концентрации ;
,- разработать способ формирования древесноволокнистого ковра и определить технологические параметры производства древесноволокнистых плит по пенному способу из массы высокой концентрации;
- разработать схему малоотходной технологии формирования волок
нистых ковров с пониженным водопотреблением.
Научная новизна. Научно и экспериментально обоснован процесс формирования древесноволокнистых ковров пенным способом. Исследованиями предельного напряжения сдвига вспененной суспензии и вариабельности структуры ковра доказана возможность получе-
. ния системы с эффективной вязкостью, при которой обеспечивается равномерная, структура ковра. Сформулирован принцип мгновенного осаждения пены использованием обменной реакции между солями высших жирных кислот модифицированного таллового масла и сульфата меди с получением водонерастворимых соединений. Показана возможность включения продуктов взаимодействия пенообразователя и осадителя в структуру плиты в качестве модификатора, повы-
', тающего прочность и водостойкость.
Практическая ценность. Разработана принципиальная технологическая схема формирования древесноволокнистых ковров из вспененной массы 4...5 %-ной концентрации с сокращенным водопотреблением. Предложен технологический узел безотходной циркуляции химических добавок и продуктов из взаимодействия на стадии формирования. Установлены технологические параметры и расходные нормы химических добавок. Разработан фотоколометрический экспресс-метод контроля степени вспененности массы.
Апробация работы. Результаты работы доложены на ежегодных научно-технических конференциях по результатам работ Санкт-Петербургской лесотехнической академии 1993-1996 гг. Образцы мягкой теплоизоляционной ДВП пониженной плотности, изготовленные пенным способом формирования из массы высокой концентрации,
' демонстрировались на выставке "Деревообработка-95"(Санкт-Петербург): Разработанная технология проверена на пилотной установке цеха ДВП АО "Невская Дубровка".
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы доклада на 2-й Международной конференции по безопасности и жизнедеятельности 1997г.
Объем работы. Содержание работы изложено па 144 листах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 11 таблиц и 45 рисунков. Библиографический список включает 107 наименований отечественной и зарубежной литературы; приложение на 3 листах.
Основные положения выносимые на защиту:
результаты исследований технологических факторов получения вспененной древесноволокнистой массы с участием ПАВ для производства ДВП из высококонцентрированной (4...5 %) волокнистой суспензии с использованием пены;
обоснование возможности применения омыленного модифицированного таллового масла в качестве комплексного химического компонента, выполняющего функции пенообразователя для формирования структуры ковра пенным способом и способствующего реализации связеобразования в плите при прессовании и термообработке;
технология производства ДВП из массы высокой концентрации пенным способом с участием сульфата меди в качестве осадителя таллового масла и узла формирования ковра с замкнутой системой использования химических добавок.