Una línea de producción de MDF es un proceso típico que consume mucha energía, donde las secciones de refinado, secado y prensado en caliente consumen grandes cantidades de energía térmica y eléctrica. Estas secciones generan calor residual sustancial durante la operación, incluido el vapor secundario descargado del refinador, el calor de escape del secador, el calor del agua de refrigeración de la prensa caliente y la disipación de calor superficial del equipo. El concepto central de la línea de producción de MDF con recuperación de calor es capturar este calor residual, que de otro modo se emitiría al medio ambiente, a través de sistemas de recuperación especialmente diseñados y reutilizarlo dentro del proceso de producción, permitiendo la utilización en cascada y el reciclaje de energía.

El Energy Center es un sistema integrado de suministro de energía basado en biomasa que puede proporcionar la energía térmica y eléctrica requerida por la línea de producción de MDF. Sirve como una base importante para lograr la recuperación de calor. La aplicación de este sistema puede reducir el consumo de energía térmica por unidad de producto entre un 15% y un 30%, disminuir en consecuencia el consumo de combustible y reducir directamente los costos de producción.

1. Sección de preparación y astillado de materia prima

Este es el punto de partida de la línea MDF. Los troncos (por ejemplo, madera de diámetro pequeño, ramas de madera, residuos de procesamiento) primero se introducen en una descortezadora para eliminar la corteza y luego se cortan en astillas de tamaño uniforme con una trituradora. El tamaño de chip ideal suele ser de 15 a 30 mm de largo, de 6 a 40 mm de ancho y de 2 a 8 mm de espesor. Luego, las virutas se tamizan para eliminar impurezas y partículas de tamaño excesivo o insuficiente. Los chips calificados se transportan a los contenedores de almacenamiento. La composición ideal de la materia prima es entre un 60% y un 70% de madera de coníferas y entre un 30% y un 40% de madera de hoja ancha, con un contenido de corteza que no supere el 5%.

2. Sección de Preparación de Fibras (Sección de Refinación)

Este es el proceso central que distingue la producción de MDF de la fabricación de tableros de partículas. Las virutas calificadas ingresan primero a un precalentador vertical u horizontal para cocerlas al vapor y ablandarlas, con temperaturas típicamente de 165 a 180 °C, presión de 8,0 a 9,0 bar y tiempo de 2 a 5 minutos. Las virutas ablandadas luego se comprimen y se deshidratan mediante un alimentador de tornillo antes de ingresar al refinador. En el refinador, en condiciones de alta temperatura y presión, los chips se separan en fibras individuales o haces de fibras mediante el movimiento relativo de alta velocidad de las placas del refinador. Los modernos sistemas de refinación presurizada proporcionan una excelente calidad de fibra, lo que da como resultado fibras con un color más claro y una superficie más suave, al tiempo que minimiza el consumo de energía.

Durante el proceso de refinación, se puede inyectar parafina fundida (repelente al agua) desde la línea de soplado del refinador, que se aplica a las fibras. La parafina se funde mediante calentamiento por serpentín de vapor y se bombea a través de tuberías hasta las astillas antes de ingresar a la cámara del refinador; Después de la separación de las fibras, la parafina se distribuye uniformemente sobre la superficie de la fibra.

3. Sección de Mezclado y Secado

A medida que las fibras separadas se transportan neumáticamente a través de la línea de soplado hacia la secadora, se aplican adhesivos. Los adhesivos tradicionales son resinas de urea-formaldehído (UF), pero plantean problemas de emisión de formaldehído. Por lo tanto, está aumentando el uso de adhesivos libres de formaldehído (p. ej., resinas a base de isocianato). El método de mezcla normalmente utiliza la aplicación por línea de soplado: se configura una boquilla de pegamento en la línea de soplado desde el refinador hasta el tubo de secado; una bomba dosificadora de pegamento transfiere pegamento de concentración estable a la boquilla mientras se ingresa aire comprimido para atomizar el pegamento, mezclándose uniformemente con las fibras en un estado turbulento y rodante de alta velocidad.

Las fibras húmedas mezcladas ingresan a un gran conducto de secado y entran en contacto intenso con el aire caliente. La humedad se evapora rápidamente en segundos, logrando el contenido de humedad requerido (normalmente entre 8 y 12%). El sistema de secado está equipado con detectores de chispas y sistemas de extinción para minimizar el riesgo de incendio. El secado de fibra adopta un método de secado neumático de una etapa; Después de que las fibras húmedas ingresan al tubo de secado, la humedad se vaporiza rápidamente en condiciones de gradiente de alta temperatura. Al controlar la temperatura del medio de secado y el caudal, el contenido de humedad de la fibra alcanza los requisitos del proceso.

4. Sección de formación

Las fibras secas, después de dosificarse, se esparcen uniformemente mediante una máquina formadora sobre una cinta transportadora en movimiento, creando una estera suelta con un espesor, ancho y densidad uniforme específicos. Las tecnologías de conformado incluyen el conformado mecánico o con aire al vacío. La formación de aire al vacío utiliza presión negativa para adsorber uniformemente las fibras: las fibras secas se mezclan con el aire y se distribuyen uniformemente sobre la cinta de malla en movimiento en un patrón de flujo de aire de alta velocidad. Un tanque de presión negativa está ubicado debajo de la cinta de malla, lo que evita que las fibras salpiquen y permite que las fibras se absorban en la cinta, formando gradualmente una estera uniforme.

Para garantizar un suministro uniforme de fibra, el recipiente dosificador de fibra está equipado con un indicador de nivel, interconectado con la secadora y la máquina formadora para control eléctrico. Luego, el tapete formado pasa a través de una preprensa para la compresión inicial, que expulsa el aire, aumenta la densidad y le da al tapete suficiente resistencia en verde para transportarlo a la prensa caliente. La preprensa suele ser del tipo de cinta continua, en la que la estera se mueve bajo presión. Después del prensado previo, la estera se corta a medida con una sierra volante.

5. Sección de prensado en caliente

Este es el corazón y la parte más crítica de la línea de producción. La estera preprensada se introduce en una prensa caliente. A alta temperatura y presión, el adhesivo cura rápidamente y las fibras se unen estrechamente, formando un tablero en bruto con el espesor y la densidad especificados.

Los parámetros de prensado en caliente son cruciales para las propiedades finales del panel e incluyen principalmente tres factores clave:

Temperatura de prensado en caliente: La selección de la temperatura depende de factores integrales que incluyen la materia prima, las especies de madera, el contenido de humedad de la fibra, las propiedades adhesivas, el espesor de la estera, el tiempo de prensado, la magnitud de la presión y las condiciones del equipo.

Presión de prensado en caliente: La presión varía durante el proceso de prensado en caliente. La presión aumenta gradualmente durante el prensado, luego debe reducirse al alcanzar el espesor requerido de la estera. El curado del adhesivo y la formación de enlaces de fibras ocurren principalmente en la fase de baja presión, típicamente 0,6-1,3 MPa.

Tiempo de prensado en caliente: El tiempo de prensado se relaciona con las propiedades del adhesivo y el tiempo de curado, la calidad de la fibra, el contenido de humedad del tapete, el espesor, la temperatura de prensado, la presión y otros factores, generalmente expresados ​​como el tiempo requerido por milímetro de espesor del tablero.

6. Sección de acabado

El tablero en bruto que sale de la prensa caliente se enfría, se recorta y se apila. En los procesos tradicionales, los tableros suelen requerir un período de 'acondicionamiento' o 'maduración' (para equilibrar el contenido de humedad y aliviar las tensiones internas), que puede tardar más de 48 horas. Posteriormente, los tableros se lijan para calibrar el espesor y alisar la superficie mediante lijadoras de banda ancha, logrando un espesor preciso y una superficie lisa. Las lijadoras de banda ancha mejoran la calidad de la superficie de las tablas y reducen los costos operativos. Finalmente, se cortan en tamaños estándar (p. ej., 4x8 pies, 6x8 pies, 6x9 pies, 4x12 pies, 6x12 pies, etc.) o dimensiones personalizadas mediante sierras de paneles según los requisitos del cliente. Después de la inspección, los tableros terminados se apilan y empaquetan.