автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Смешивание древесных частиц с порошкообразным связующим в электрическом поле в производстве древесностружечных плит

Государственный комитет Российской Федерации О /1 по высшему образованию

' -Г' КРАСНОЯРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

БАРАНОВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

СМЕШИВАНИЕ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ С ПОРОШКООБРАЗНЫМ СВЯЗУЮЩИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

05.21.05. - Технология и оборудование

деревообрабатывающих производств, древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск 1996

- 2 -

Работа выполнена в Красноярской государственной технологической академии

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор Огурцов В.В.

Официальные оппоненты - доктор технических наук.

профессор Чудинов Б.С.

- кандидат технических наук, доцент Ворошилов В.П.

Ведущая организация - СибНИИЛП

Защита диссертации состоится " 25 " июня 1996г в "_"

часов на заседании диссертационного совета К 063.83.02 в Красноярской государственной технологической академии

Ваши отзывы в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира. 82,КГТА. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярской государственной технологической академии

Автореферат разослан " " Мая. 1996г.

Ученый секретарь специализированного совета, доцент, кандидат технических

наук Пахнутова Л.В.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время во всем мире стремительно растет спрос на экологически чистую продукцию из цельной древесины. Объемы такой продукции возрастают высокими темпами. Вместе с этим многократно возрастают и объемы древесины, которая не удовлетворяет очень жестким требованиям для использования в целом виде, но которая является весьма ценным вторичным ресурсом. Без ее рационального использования невозможно реализовать концепцию безотходности производства.

С целью создания ресурсосберегающих технологий необходимо прежде всего оптимизировать распределение древесины и древесных материалов по назначению. Изделия из цельной древесины следует использовать только там, где это безусловно необходимо. Во всех остальных случаях следует использовать различные заменители цельной высококачественной древесины. Важнейшее место среди таких заменителей массивной. древесины занимают композиционные материалы, ведущую роль.среди которых играют древесностружечные плиты (ДСтП),

Неослабевающий спрос на ДСтП объясняется высокой эффективностью их производства и потребления. Практика показывает, что 1м3 ДСтП эквивалентен 2...2,5 м3 пиломатериалов высших сортов, при этом капитальные затраты на производство ДСтП ниже, чем на эквивалентное производство пиломатериалов на 30... 50%.

Для более полного удовлетворения потребности в ДСтП, а также для расширения имеющегося рынка их сбыта необходимо решить целый ряд проблем, важнейшими среди которых являются:

- повышение экологической безопасности ДСтП;

- обеспечение производства ДСтП с заданными потребительскими свойствами;

- повышение производительности процессов производства ДСтП;

- снижение стоимости ДСтП.

В настоящее время большинство исследований, проводимых как в России, так и за рубежом направляются на решение вопросов экологической безопасности ДСтП. Все активнее проводятся исследования в области расширения спектра потребительских свойств ДСтП. При этом исследования, нацеленные на повышения производительности и снижения себестоимости ДСтП несколько затухают, хотя эти проблемы еще не решены, а возможности для их решения

не исчерпаны. ' Не достаточно полно, например, исследована эффективность применения в производстве ДСтП электротехнологий.

Электротехнология широко и успешно применяется в различных областях народного хозяйства. Это обусловлено целым рядом преимуществ, связанных с непосредственным воздействием электрического и магнитного полей на материалы без промежуточной трансформации электрической энергии в механическую и другие виды энергии. Важнейшим из указанных достоинств является возможность тонкого регулирования процессов в автоматическом режиме.

Есть некоторые положительные примеры использования элекро-технологий и в деревообработке. Достаточно хорошие результаты она дает, например, при сушке древесины, ее склеивании, окрашивании, а также при ориентации стружки в древесно - стружечном ковре для получения ДСтП повышенной прочности.

; В связи с вышеизложенным, в настоящей работе была выдвинута гипотеза о возможности повышения производительности цеха ДСтП за счет сокращения цикла прессования путем замены жидкого связующего на порошкообразное с одновременным переходом на электротехнологию формирования стружечного ковра.

При этом предполагалось, что с использованием порошкообразного связующего вместо жидкого сокращается цикл прессования ДСтП и снижаются затраты электроэнергии (а, значит, снижается и себестоимость ДСтП), так как отпадает необходимость в удалении влаги, вносимой связующим. Учитывалось и то, что при замене жидкого связующего на порошкообразное возникает ряд достаточно сложных задач. Во-первых, необходимо обеспечивать равномерное распределение порошкообразного связующего по всему объему древесно-стружечного пакета. Во- вторых, нанесенное связующее следует надежно закреплять на древесных частицах и не допускать его перераспределения по объему древесно - клеевой композиции при транспортировке.

Исходя из вышеизложенного, настоящая диссертация посвящена разработке теоретических основ,, технологического процесса и оборудования для производства ДСтП на порошкообразном связующем.

Цель работы. Повышение производительности и снижение себестоимости изготовления древесностружечных плит за счет сок-

ращения цикла прессования путем применения электротехнологии с заменой жидкого связующего на порошкообразное.

Научная новизна: Теоретически и экспериментально 'доказано, что производств ДСтП на порошкообразном связующем с использованием существующей технологии и оборудования принципиально невозможно. Предложена концепция совмещения электротехнологии и замены жидкого связующего на порошкообразное, а также совмещение операций смешивания частиц связующего и древесины с процессом формирования стружечного ковра. Теоретически обоснована возможность применения электрических полей для смешивания древесных частиц с порошкообразным связующим, а также для обеспечения необходимого адгезионного взаимодействия между ними. Экспериментально получены зависимости влияния напряженности электрического поля, относительной влажности окружающей среды, влажности древесных частиц на процесс нанесения порошкообразного связующего, а также на адгезионное взаимодействие между древесными частицами и связующим, разработана методика и оборудование для определения сил адгезии между порошкообразным связующим и древесной частицей. Разработана методика и оборудование, которое имитирует движение стружечного пакета по транспортеру и позволяет определять миграцию порошкообразного связующего по объему древесно- клеевой композиции при транспортировке. Обоснованы электрофизические, технологические и конструкционные параметры производства ДСтП на порошкообразном связующем. Определено условие эффективности применения порошкообразного связующего в сочетании с электротехнологией.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации электрофизические основы производства ДСтП на порошкообразном связующем дают ответы на основные вопросы его практической реализации. С их помощью разработан электросмеситель: порошкообразного связующего с древесными частицами и определено его место в существующем процессе производства ДСтП. Найдены параметры исходных материалов и обоснованы режимы получения древесно- клеевой композиции.

Основные положения, выносимые на защиту:

- концепция производства ДСтП, базирующаяся на совмещении электротехнологии и замены жидкого связующего на порошкообраз-

ное;

- представление частиц древесины и связующего в виде трехосного эллипсоида и сферы с постоянными значениями плотности, проводимости и диэлектрической проницаемости;

- методы и экспериментальные установки для определения электрофизических свойств частиц древесины и связующего;

- механизм смешивания частиц в электрическом поле и способы обеспечения требуемой адгезии для создания транспортной стабильности древесно - клеевой композиции;

- способы управления процессом разноименной зарядки древесных частиц и порошкообразного связующего;

- конструкция электросмесителя и принцип совмещения операций смешивания древесных частиц со связующим с процессом формирования стружечного ковра;

- характеристики и параметры частиц связующего и древесины;

- структуру и характеристики оборудования и " технологического процесса изготовления ДСтП. "

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на:

- краевых научно - технических конференциях, Красноярск, 1978....1995;

- республиканской научно-технической конференции " Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности", Киев, 1978;

- всесоюзной научно-практической конференции " Проблемы химико-лесного комплекса", Красноярск, 1994-1995;

- заседании технического совета ВНИИдрев, Москва, 1977

- заседании технического совета КИСКа, Красноярск, 1996

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Диссертация содержит 138 с.основного текста, в том числе 38 рисунков, 8 таблиц. Библиография включает 112 названий отечественных и зарубежных источников.

Первый раздел диссертации посвящен определению возможности смешивания древесных частиц с порошкообразным связующим в электрическом поле.

Анализ научной литературы показал, что электротехнология успешно используется в различных отраслях промышленности. В производственных процессах, основанных на электротехнологии, для осуществления необходимых физических и химических превращений используются силы электрического поля, а также силы воздействия электрических зарядов. Силовое воздействие на электрические заряды, вызывающее ту или иную форму движения, является основным проявлением электрического поля. В природе нет таких веществ и материалов, отдельные частицы которых не могли бы быть заряжены и, таким образом, приведены в движение электрическим пойем. Этим обусловлена универсальность электротехнологии И возможность ее самого широкого применения в промышленности.

Использование электротехнологии в производстве ДСтП открывает перспективу замены жидкого связующего на порошкообразное.

В результате анализа возможности повышения производительности и снижения себестоимости производства ДСтП за счет замены' жидкого связующёго на порошкообразное с одновременным переходом на электротехнологию формирования стружечного ковра сделаны следующие выводы.

• 1. Замена жидкого связующего на порошкообразное позволяет существенно сокращать цикл прессования, так как практически исключается фаза испарения влаги, вносимой связующим.

2. С переходом на порошкообразное связующее ожидается заметное снижение затрат электрической энергии, расходуемой в настоящее время на испарение влаги при прессовании ДСтП. Сокращаются : также затраты на транспортировку связующего и уменьшается его расход. '''

3. Производство ДСтП с использованием порошкообразного связующего экологически чище традиционного из - за значительного снижения вредных выбросов.

' 4. Существующие в настоящее время типы смесителей не обеспечивают качественное смешивание древесных частиц с порошкообразным связующим, поскольку кроме равномерного распределения связующего по всему объему стружечно - клеевой композиции необходимо обеспечить требуемое адгезионное взаимодействие между древесными частицами и порошкообразным связующим.

5. При механическом смешивании адгезионные силы взаимодействия между древесными частицами и связующим будут недоста-

точными для того, чтобы частицы связующего прочно удерживались на древесных частицах во время их транспортировки и в процессе формирования стружечного ковра.

6. Имеющийся опыт изготовления ДСтП на обычном оборудовании с применением порошкообразного связующего показывает, что механическая замена связующего без специальных исследований и мероприятий приводит к интенсивному осыпанию связующего, что в свою очередь, ведет к увеличению его расхода, повышению запыленности деха и к снижению качества ДСтП.

7. Увеличение адгезионного взаимодействия между древесными частицами и связующим без внесения дополнительной влаги возможно только за счет электрических сил взаимодействия между ними. Для этого необходим специальный электросмеситель, который бы осуществлял разноименную зарядку, частиц и их равномерное распределение.

8. Электрические силы взаимодействия между частицами древесины и связующего в значительной мере зависят от электрофизических их свойств. Для порошкообразных частиц основными характеристиками являются их размеры и диэлектрическая проницаемость. Для древесных частиц - влажность.

9. Проведенные-исследования в области изготовления ДСтП на основе порошкообразных связующих с применением электротехнологии носят, как правило, проверочный характер'и не позволяют без дополнительных и всесторонних исследований организовать их массовое производство.

Учитывая состояние проблемы производства ДСтП с применением порошкообразных связующих, настоящая диссертация посвящена разработке электро-физических и технологических основ порошковых ДСтП с целью повышения производительности производства ДСтП за счет сокращения цикла прессования путем применения электротехнологии с заменой жидкого связующего на" порошкообразное. Для реализации этой цели определены следующие основные задачи. '

1. Исследование закономерностей поведение порошкообразных частиц в электрическом поле.

2. Исследование закономерностей поведения древесных частиц в электрическом поле.

3. Исследование процессов зарядки порошкообразных частиц.

4. Определение рациональных размеров порошкообразных час-

тиц.

5. Исследование процессов зарядки древесных частиц в зависимости от их размеров и влажности, а также от напряженности электрического поля.

6. Определение требуемой напряженности электрического поля.

7. Определение сил, действующих на заряженные частицы в электрическом поле, в зависимости от их размеров и заряда.

8. Определение сил взаимодействия между заряженными частицами и условий, при которых адгезионное взаимодействие между частицами древесины и' связующим будет максимальным.

9. Разработка технологических основ производства ДСтП на порошкообразном связующем.

10. Разработка принципиально нового электросмесителя и определения его места в технологическом процессе производства ДСтП.

11. "Оценка экономической целесообразности применения электротехнологии с заменой жидкого связующего на порошкообразное.

Второй раздел посвящен аналитическому исследованию поведения частиц в электрическом'поле.

При исследовании электрофизических свойств частиц древесины и связующего целесообразно представлять их соответственно в виде трехосного эллипсоида и сферы с постоянными "значениями плотности, проводимости и диэлектрической проницаемости.

При движении заряженной частицы в электрическом поле на нее действуют силы, равнодействующая которых определяется выражением:

Г = Рп + Рэ + Ра + Ед + Рв + Рс, (1)

где Рп - электростатическая сила; Рэ - кулоновская сила; Ра -архимедова сила; Fg - сила тяжести; Рв - сила электрического ветра; Рс - сила сопротивления среды при движении частицы.

Проведенные расчеты показали, что вклад этих сил в закон движения частицы различен. Так, электростатическая сила в 104раз меньше силы кулоновского взаимодействия, поэтому ей можно пренебречь. Архимедова сила в 103раз меньше, чем сила сопротивления среды и в практических расчетах ее можно не учитывать. Сила электрического ветра также мала и ее можно не учитывать.

- 10 -

Следовательно, силами, определяющими закон движения частиц, являются: кулоновская сила Гэ, сила тяжести Fg и сила сопротивления среды Г с (рис 1..2.).

Рис.1. Зависимости сил, дейст- Рис.2. Зависимости сил, действующих на древесную частицу в вующих на частицу связующего в электрическом поле, от ее раз- электрическом поле, от их размеров. меров.

1-кулоновская сила; 2-сила тяжести; 3-сила сопротивления среды.

Наибольшее влияние на движение древесной частицы в электрическом поле будут оказывают две силы: Гэ - кулоновская сила, которая перемещает частицу в направлении электрического поля и зависит от напряженности электрического поля и заряда частицы; ГЕ - сила тяжести, которая в основном определяет траекторию ее движения.

Наибольшее влияние на движение порошкообразного связующего в электрическом поле оказывает кулоновская сил (она в тысячу раз больше силы тяжести), под действием которой частица двигается по силовым линиям электрического поля.

Из анализа'" сил, действующих на заряженные частицы в электрическом поле,' можно получить следующую картину смешивания. Древесные частицы, обладая значительной массой, плохо управляются электрическим полем. Движение этих частиц происходит под действием сил тяжести с ориентацией по силовым линиям электрического поля. Частицы связующего, легко управляемые

электрическим полем, в межэлектродном пространстве перемещаются по его силовым линиям, пронизывают поток древесных частиц. Таким образом, частицы порошкообразного связующего и. древесины, заряженные разноименно, взаимодействуют друг с другом с осаждением частиц связующего на древесные частицы.

По технологии производства ДСтП после процесса смешивания древесно-клеевая композиция подвергается различного рода транспортировке. В результате этого происходит перераспределение связующего по ее объему, что приводит к ухудшению качества готовой продукции. Поэтому задача состоит не только в том чтобы равномерно распределять связующее по объему древесно-клее-вой композиции, но и чтобы адгезионные силы надежно удерживали связующее на древесных частицах при значительных вибрационных нагрузках.

Рассмотрим силы, влияющие на адгезионное взаимодействие между частицами. Равнодействующая этих сил определяется из выражения:

Г = Р„ + Е- + Р„

+ Р

кап •

(2)

где Рм - молекулярная сила; Гэ - электрическая сила; Рк кулоновская сила; Р3 - сила зеркального отображения; Ркап капиллярные силы. Г, [Н]

10'

10"

-7

10"

10'

1-11

■13

10

-15

Анализ показывает,что основной силой, определяющей адгезионное взаимодействие, является кулоновская сила (рис.3). Следовательно, адгезионное взаимодействие порошкообразных частиц с древесной частицей зависит в основном от величины их зарядов, которые в свою очередь, зависят от напряженности электрического поля, влажности окружаю-

10 20 30 К Ю-6, [м] Рис.3. Зависимость сил адгезионного взаимодействия от размеров частиц

1-сила молекулярного взаимодействия; щей среды и от собствен

2-кулоновская,слла; 3-сила зеркаль- ной влажности частиц, ного отображения; 4-сила тяжести.

- 12 -

Третий раздел посвящен экспериментальному исследованию влияния различных факторов на процесс нанесения порошкообразного связующего на древесные частицы.

С этой целью были разработаны и изготовлены специальные установки позволяющие: наносить порошкообразное связующее на древесные частицы, а также определять адгезионное взаимодействие между ними. Установка для нанесения порошкообразного связующего состоит из высоковольтного источника питания, торсионных весов, компрессорной установки и специальной камеры для нанесения связующего. Стенд для определения адгезионного взаимодействия включает в себя следующие блоки: вибростенд, звуковой генератор, усилитель мощности, блок питания и контрольные приборы

При нанесении порошкообразного связующего на древесные частицы в электрическом поле варьировалась напряженность электрического поля, влажность древесных частиц и относительная влажность окружающей среды. Проведенные эксперименты подтвердили результаты теоретические исследований. Основное влияние на процесс нанесения связующего оказывает напряженность электрического поля (рис.4). При его увеличении от 0 до 2кВ/см количество нанесенного связующего возрастает, дальнейшее увеличение напряженности приводит к его снижению. Объясняется это тем, что частицы связующего, осевшие на древесной частице отталкивают одноименно заряженные частицы связующего, находящиеся в воздухе.

Зависимость количества нанесенного порошкообразного' связующего от напряженности электрического поля описывается рег-рессионым уравнением (3). Коэффициенты корреляции близки к единице ( коэффициенты уравнения приведены для и=5кВ/см и №др=12%) .

х

у = ------------------------------------------------------(3)

(27.35 X2- 0,536 X + 0,003) При увеличений напряженности электрического поля возрастают заряды частиц связующего и древесины. За счет этого возрастают адгезионные силы. В результате большее количество связующего остается на древесной частице после испытания на вибростенде, что видно из рис.4.

Изменение относительной влажности окружающей среды оказы-

Рис.4 Зависимость количества (Ю нанесенного и оставшегося связующего на древесной частице от напряженности электрического поля (и)

1,2 - количество нанесенного связующего на древесную частицу ( 1 ~ ДОДр=20%; 2 - ДОдР=12% )" ,

3,4 - количество оставшегося порошкообразного связующего на древесной частице после испытания на вибростенде, ( 3-№др=20%; 4 - №др=12% )

Рис.5 Зависимость количества (Ю "оставшегося связующего на древесной частице от относительной влажности окружающей среды (4>ср) при ШдР=12%, и при напряженности электрического поля: 1 - 2 кВ/см; 2-3 кВ/см; 3-4 кВ/см; 4 - 5 кВ/см.

вает влияние как на процесс нанесения связующего, так и на адгезионное взаимодействие между древесной частицей и связующим (рис.5). Увеличение влажности вызывает уменьшение заряда частиц, что приводит К уменьшению наносимого связующего, а также к уменьшению адгезионного взаимодействия.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показывают, .что при изменении относительной влажности окружающей среды от 50% до 100% силы электрического поля, существенно уменьшаются. Это ослабление кулоновской силы приводит к уменьшению количества наносимого порошкообразного связующего на древесные частицы в 2...3 раза.

Следовательно относительная влажность среды играет большую роль в процессе смешивания порошкообразного связующего с древесными частицами.Для получения качественных смесей необходимо, чтобы фср=50%.

Для определения размеров зарядного устройства необходимо знать время заряда частиц'. Проведенные исследования показывают, что для получения максимального заряда необходимо частице находиться- в электрическом поле 0,1...0,3 сек. Таким образом, при скоробти древесных частиц 2,5. ..2,8 м/сёк" размеры зарядного устройства составляют от 0,25 до 0,6 м.

В четвертом разделе' рассмотрены технологические основы производства древесностружечных плит на порошкообразном связующем.

Для смешивание древесных частиц с порошкообразным связующим спроектирована и изготовлена экспериментальная установка, которая позволяет осуществлять следующие способы смешивания:

1. Смешивание в воздушном потоке;

2. Смешивание в воздушном потоке с предварительной зарядкой стружки;

3. Смешивание в воздушном потоке и отрицательно униполярной короне.

4. Смешивание в воздушном потоке и отрицательно униполярной короне с предварительной зарядкой стружки;

По технологии производства ДСтП после процесса смешивания стружечно-клеевая масса подвергается значительному перемещению. В процессе формирования стружечного ковра происходит пересыпание стружечно-клеевой массы. На этом участке возможно

1

2

Рис.6 Принципиальная схема установки для смешивания древесных частиц с порошкообразным связующим: 1 - бункер древесных частиц: 2 - бункер со связующим; 3,4- зарядные устройства; 5 - камера смешивания; 6 - форсунки для подачи воздуха

Рис.7. Зависимость количества (№) выпавшего связующего из древесно - клеевой композиции от времени транспортировки стружечного ковра: 1,2,3,4, - соответствует способу смешивания.

осыпание порошкообразного связующего со стружки и перераспределение его по древесным частицам. Кроме этого, сформированный ковер при движении в горячий пресс испытывает вибрацию. В результате порошкообразное связующее частично мигрирует по толщине ковра, а часть связующего осыпается на поддон. Связующее, находящееся на поддоне, не участвует в склеивании древесных частиц и это приводит к ухудшению физико-механических свойств ДСтП.

Для определения миграции частиц связующего был разработан и изготовлен испытательный стенд, состоящий из камеры с двумя отделениями, между которыми помещается сетка с определенным сечением ячеек, и устройства, имитирующего движение транспортера.

Частицы связующего при вибрации мигрируют в нижнюю зону стружечного пакета и просыпаются через металлическую сетку на бумажный поддон. Через каждые две минуты определяется масса выпавшего связующего на аналитических весах. Общее время вибрации было выбрано равным 10 минутам т.к. это время соответствует времени нахождения стружечного пакета на транспортере после процесса его формирования до загрузки в горячий пресс.

Результаты эксперимента после статистической обработки представлены на рис.7.

Из приведенных графиков следует, что адгезионное взаимодействие между древесными частицами и порошкообразным связующим возрастает за счет разноименной зарядки частиц. Таким образом, основной силой, определяющей адгезионное взаимодействие между частицами, является кулоновская сила, что подтверждает результаты-теоретических исследований.

Для изготовления древесностружечных плит использовалась стружка от станков ДС-6 из цеха ДСтП Красноярского ДОКа. Влажность стружки составляла 10%

В качестве связующего применялась порошкообразная мочеви-но-формальдегидная смола порошкообразная марки УКС-2. Для быстрого отверждения к смоле добавляли 1% порошкообразного хлористого амония. Порошкообразное связующее с отвердителем в количестве 10% от получаемой стружечно-клеевой смеси наносилось на древесные частицы в камере экспериментальной установки. Полученная стружечно-клеевая масса помещалась в пресс-форму, подпрессовывалась (холодная прессовка), а затем помещалась в горячий пресс. Прессование сформированного ковра производи-

лось на прессе ПГ-100 при температуре плит пресса 160 ± 1,5°С. Продолжительность выдержки в прессе была принята 0, 30 мин/мм толщины готовой плиты. Расчетная плотность плиты К = 600 - 700 кг/м3. Полученные плиты в соответствии с ГОСТ 10632-89 выдерживались в стопах, а затем из них вырезались образцы, которые испытывались с определением физико-механических показателей. Испытания образцов на предел прочности при статическом изгибе и предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты дали следующие результаты: бизг = 18,3 МПа. бр = 0,45 МПа. Таким образом, плиты, изготовленные на порошкообразном связующем, по физико-механическим показателям удовлетворяет требования существующих стандартов.

Для сокращения времени транспортировки и уменьшения вибрационных нагрузок, действующих на древесно-клеевую композицию, необходимо совмещать операции смешивания древесных частиц со связующим и формирования древесно-стружечного ковра. С этой целью электросмеситель следует' устанавливать непосредственно под формирующей машиной. Производительность электросмесителя существенно выше производительности формирующей машины, поэтому совмещение указанных операций не снижает производительность цеха ДСтП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Организация производства древесностружечных плит на порошкообразном связующем с применением электротехнологии связана с проведением весьма "тонких и капризных" операций. Центральное место среди них занимает равномерное распределение порошкообразного связующего по древесным частицам и достаточно прочное сухое скрепление их между собой для исключения разного рода миграционных процессов.

Предложенная в диссертации концепция совмещения электротехнологии и замены жидкого связующего на порошкообразное, а также совмещение операций смешивания частиц "связующего и древесины с процессом формирования стружечного ковра,! позволяют "обходить" многочисленные'препятствия на пути создания более производительной, дешевой и экологичной технологии производства ДСтП.

Разработанные в диссертации электрофизические, технологи-

ческие и конструктивные основы производства ДСтП на порошкообразном связующем позволяют сделать следующие основные выводы и рекомендации.

1.,Для получения качественной древесно-клеевой композиции частицы связующего и древесины после разноименной зарядки смешиваются при свободном падении в электрическом поле. При этом частицы связующего, легко управляемые электрическим полем, пе-' ремещаются по силовым линиям поля, пронизывая поток более инерционных древесных частиц и осаждаясь на них- равномерно.

2.Величина заряда древесной частицы в поле высокого напряжения зависит от ее размеров, а время заряда - от ее влажности. В условиях производства ДСтП для получения максимального заряда древесной частице¿необходимо находиться в электрическом поле напряженностью 4.\.5кВ/см примерно 0,1...0,3 сек. При установившейся скорости движения древесных частиц 2,5...2,8 м/сек размеры зарядного устройства составляют 0,25...0,8 м.

3. .Величина заряда порошкообразной частицы связующего зависит в основном от ее размеров и напряженности электрического поля. Для требуемой управляемости движением частиц в пространстве их размеры не должны превышать 100 мкм. Напряженность электрического поля должна регулироваться в пределах 4... 5кВ/см.

4.После равномерного распределения - связующего по объему древесных частиц их необходимо "скрепить" таким образом, чтобы не происходило перераспределение компонентов в процессе их различных перемещений. С увеличением напряженности-электрического поля возрастают адгезионные силы между частицами древесины и связующего. При напряженности электрического поля не менее 4 кВ/см обеспечивается надежное закрепление частиц связующего на древесине.

5.На адгезионное взаимодействие порошкообразных частиц с древесиной оказывает отрицательное влияние относительная влажность окружающей среды. Для получения качественной древесно-клеевой композиции необходимо поддерживать относительную влажность воздуха не более'50%.':'

6. При напряженности электрического поля не менее 4кВ/см в ■ течение 10 мин..наблюдается очень слабое-уменьшение адгезионных сил из - за отекания зарядов. В результате этого только около 1% связующего осыпается на поддон.

- 19 -

7. Для сокращения времени транспортировки и уменьшения вибрационных нагрузок, действующих на древесно- клеевую композицию, разработан и изготовлен электросмеситель для установки непосредственно под формирующей машиной.

8. Для эффективной работы электрического поля по зарядке и смешиванию древесных частиц со связующим необходимо, чтобы межэлектродный объем электросмесителя был заполнен стружечнокле-евой массой на 5...10%.

9. При ширине камеры смешивания, равной ширине формирующей машины, расстоянии между электродами -0,2м., скорости движения частиц в электросмесителе - 1,5м/сек и 5% -ом заполнении объема камеры производительность электросмесителя составит 9,2 т/час, .что в 1,5...3 раза превышает производительность формирующих машин.

10.Применение порошкообразного связующего в сочетании с электротехнологией снижает затраты электроэнергии при годовом объеме 90 тыс м3 ДСтП на Э = 88080 С рублей (С- стоимость 1кВт часа электроэнергии) и сокращает цикл прессования на 30%.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Востров В. Н., Вайс A.A.. Баранов Ю.С. Смешивание порошкообразного связующего с древесными частицами. // Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности. Тез. докл. научн. техн. конф. - Киев,- 1978. - С 90-91.

2. Баранов Ю. С., Вайс А.А., Востров В.Н. К вопросу измерения адгезионных сил порошкообразного связующего на древесине // Стандартизация и измерительная техника. N 4: Межвуз. сб. науч. тр. -Красноярск: КПИ. - 1978. - С. 115-117.

3. Востров В.Н., Вайс A.A., Баранов Ю.С. Исследование адгезионных свойств связующего на древесных частицах в процессе транспортировки стружечного ковра. // Технология и механизация производств в лесной, деревообрабатывающей промышленности и лесном хозяйстве: Тез. докл. участ. науч. техн. конф. молодых уч. и спец. - Красноярск. - 1978. - С. 229-231.

4. A.c. 642212 СССР Устройство для смешивания древесных частиц со связующим./ Востров В.Н.. Вайс A.A. Баранов Ю.С.-2500514/29-15. - Заявлено 23.06.77; Опубл., Бюл. 1979 N2.

5. Баранов Ю.С.. Определение времени заряда древесных частиц в электрическом поле. // Повышение производительности тру-

-года и эффективности производства в лесопилении и деревообработке: Тез. докл. краевого совещания. -Красноярск. - 1980. -С.65-67.

6. Баранов Ю.С., Вайс A.A., Востров В.Н. К вопросу о влиянии влажности древесины при нанесении порошкообразного связующего в электрическом поле. // Совершенствование подготовки кадров с перспективным развитием лесной промышленности по программе "Сибирь": Тез. докл. краевой науч. техн. конф. -Красноярск. - 1981 - С .191- 192.

7. Баранов Ю.С. Влияние влажности окружающей среды при нанесении порошкообразной композиции на древесину. //Совершенствование подготовки кадров в связи с перспективными развитиями лесной промышленности по программе "Сибирь": Тез. докл. краевой науч. техн. конф.- Красноярск. - 1981. - С.192-194.

8. Востров В.Н.. Вайс A.A., Баранов Ю.С. Смешивание порошкообразного связующего с древесными частицами.//Изв. вузов. Лесн. журн. Архангельск -N1. -1982. - С. 125-129.

9. Баранов Ю.С., Бокачева М. В. Определение заряда древесных частиц. // Повышение производительности труда и экономической эффективности использования техники и технологии в деревообработке: Тез. докл. краевой науч. техн. конф. - Красноярск,- 1985. - С. 39-40.

10. Баранов Ю.С., Огурцов В.В. Заряд частиц порошкообразного связующего в электрическом поле коронного разряда.// Проблемы химико - лесного комплекса: сб. науч. тр. том 3. часть 1. -Красноярск: КГТА.- 1994- С. 57-61.

11. Баранов Ю.е., Огурцов В.В. Влияние различных сил, действующих на частицу порошкообразного связующего в электрическом поле.// Проблемы химико - лесного комплекса: сб. науч. тр. том 3. часть 1. -Красноярск: КГТА. - 1994- С. 76-79.

12. Огурцов В.В., Баранов D.С. Влияние напряженности электрического поля на нанесение порошкообразного связующего на древесную частицу.// Проблемы химико - лесного комплекса: сб. науч. тр. часть 2. - Красноярск: КГТА. - 1995-С.44.

Подп. к печ. 21.05.96г. Объем 1п. л., тираж 100 экз. ЗаказtéGt КГТА. 660049. г.Красноярск, пр.Мира. 82_;