Une ligne de production de MDF est un processus typique à forte consommation d'énergie, dans lequel les sections de raffinage, de séchage et de pressage à chaud consomment de grandes quantités d'énergie thermique et électrique. Ces sections génèrent une chaleur résiduelle importante pendant le fonctionnement, notamment de la vapeur secondaire évacuée du raffineur, de la chaleur d'échappement du séchoir, de la chaleur de l'eau de refroidissement de la presse chaude et de la dissipation thermique de surface de l'équipement. Le concept principal de la ligne de production de MDF à récupération de chaleur est de capter cette chaleur perdue, qui serait autrement émise dans l'environnement, via des systèmes de récupération spécialement conçus et de la réutiliser dans le processus de production, permettant une utilisation en cascade et un recyclage de l'énergie.

L'Energy Center est un système intégré d'approvisionnement en énergie basé sur la biomasse qui peut fournir l'énergie thermique et électrique nécessaire à la ligne de production de MDF. Il constitue une base importante pour réaliser la récupération de chaleur. L'application de ce système peut réduire la consommation d'énergie thermique par unité de produit de 15 à 30 %, diminuer en conséquence la consommation de carburant et réduire directement les coûts de production.

1. Section de préparation et de déchiquetage des matières premières

C'est le point de départ de la ligne MDF. Les grumes (par exemple, bois de petit diamètre, branches de bois, résidus de transformation) sont d'abord introduites dans une écorceuse pour enlever l'écorce, puis coupées en copeaux de taille uniforme par une déchiqueteuse. La taille idéale des copeaux est généralement de 15 à 30 mm de long, de 6 à 40 mm de large et de 2 à 8 mm d'épaisseur. Les copeaux sont ensuite tamisés pour éliminer les impuretés et les particules surdimensionnées ou sous-dimensionnées. Les copeaux qualifiés sont acheminés vers des bacs de stockage. La composition idéale des matières premières est de 60 à 70 % de bois de conifères et de 30 à 40 % de bois de feuillus, avec une teneur en écorce ne dépassant pas 5 %.

2. Section de préparation des fibres (section de raffinage)

Il s'agit du processus principal qui distingue la production de MDF de la fabrication de panneaux de particules. Les copeaux qualifiés entrent d'abord dans un préchauffeur vertical ou horizontal pour être cuits à la vapeur et ramollis, avec des températures généralement de 165 à 180 °C, une pression de 8,0 à 9,0 bars et une durée de 2 à 5 minutes. Les copeaux ramollis sont ensuite comprimés et déshydratés par un alimentateur à vis avant d'entrer dans le raffineur. Dans le raffineur, dans des conditions de température et de pression élevées, les copeaux sont séparés en fibres individuelles ou en faisceaux de fibres par le mouvement relatif à grande vitesse des plaques du raffineur. Les systèmes de raffinage sous pression modernes offrent une excellente qualité de fibre, ce qui donne des fibres de couleur plus claire et de surface plus lisse, tout en minimisant la consommation d'énergie.

Pendant le processus de raffinage, de la paraffine fondue (hydrofuge) peut être injectée depuis la ligne de soufflage du raffineur et appliquée sur les fibres. La paraffine est fondue par chauffage par serpentin à vapeur et pompée à travers des pipelines jusqu'aux copeaux avant d'entrer dans la chambre du raffineur ; après séparation des fibres, la paraffine est uniformément répartie sur la surface des fibres.

3. Section de mélange et de séchage

Lorsque les fibres séparées sont transportées pneumatiquement à travers la ligne de soufflage vers le séchoir, des adhésifs sont appliqués. Les adhésifs traditionnels sont des résines urée-formaldéhyde (UF), mais ils posent des problèmes d'émission de formaldéhyde. Par conséquent, l'utilisation d'adhésifs sans formaldéhyde (par exemple, des résines à base d'isocyanate) augmente . La méthode de mélange utilise généralement une application à la soufflerie : une buse de colle est configurée dans la conduite de soufflage, du raffineur au tuyau du séchoir ; une pompe doseuse de colle transfère la colle à concentration stable dans la buse tandis que de l'air comprimé est introduit pour atomiser la colle, se mélangeant uniformément avec les fibres dans un état turbulent et de roulement à grande vitesse.

Les fibres humides mélangées entrent dans un grand conduit de séchage et entrent en contact intense avec l’air chaud. L'humidité s'évapore rapidement en quelques secondes, atteignant la teneur en humidité requise (généralement 8 à 12 %). Le système de séchage est équipé de détecteurs d'étincelles et de systèmes d'extinction pour minimiser les risques d'incendie. Le séchage des fibres adopte une méthode de séchage pneumatique en une étape ; Une fois que les fibres humides entrent dans le tube de séchage, l'humidité se vaporise rapidement dans des conditions de gradient de température élevé. En contrôlant la température et le débit du fluide de séchage, la teneur en humidité des fibres atteint les exigences du processus.

4. Section de formage

Les fibres séchées, après dosage, sont réparties uniformément par une machine de formage sur une bande transporteuse mobile, créant un tapis lâche avec une épaisseur, une largeur et une densité uniforme spécifiques. Les technologies de formage incluent le formage mécanique ou sous vide. Le formage sous vide utilise une pression négative pour adsorber uniformément les fibres : les fibres sèches se mélangent à l'air et sont réparties uniformément sur la bande à mailles mobile selon un flux d'air à grande vitesse. Un réservoir à pression négative est situé sous la bande maillée, empêchant les éclaboussures de fibres et permettant aux fibres d'être adsorbées sur la bande, formant progressivement un tapis uniforme.

Pour assurer un approvisionnement uniforme en fibre, le bac de dosage de fibre est équipé d'un indicateur de niveau, verrouillé avec le séchoir et la machine de formage pour un contrôle électrique. Le tapis formé passe ensuite par une prépresse pour une compression initiale, qui expulse l'air, augmente la densité et donne au tapis une résistance à l'état vert suffisante pour être transporté dans la presse chaude. Le prépresse est généralement du type à bande continue, le tapis se déplaçant sous pression. Après prépressage, le tapis est coupé à longueur par une scie volante.

5. Section de pressage à chaud

Il s'agit du cœur et de la partie la plus critique de la chaîne de production. Le tapis pré-pressé est introduit dans une presse à chaud. Sous des températures et des pressions élevées, l'adhésif durcit rapidement et les fibres se lient étroitement les unes aux autres, formant un panneau brut ayant l'épaisseur et la densité spécifiées.

Les paramètres de pressage à chaud sont cruciaux pour les propriétés finales du panneau, comprenant principalement trois facteurs clés :

Température de pressage à chaud : la sélection de la température dépend de facteurs complets, notamment la matière première, les essences de bois, la teneur en humidité des fibres, les propriétés adhésives, l'épaisseur du tapis, le temps de pressage, l'ampleur de la pression et les conditions de l'équipement.

Pression de pressage à chaud : La pression varie pendant le processus de pressage à chaud. La pression augmente progressivement pendant le pressage, puis doit être réduite une fois l'épaisseur de tapis requise atteinte. Le durcissement de l'adhésif et la formation de liaisons entre fibres se produisent principalement dans la phase basse pression, généralement entre 0,6 et 1,3 MPa.

Temps de pressage à chaud : le temps de pressage est lié aux propriétés de l'adhésif et au temps de durcissement, à la qualité des fibres, à la teneur en humidité du tapis, à l'épaisseur, à la température de pressage, à la pression et à d'autres facteurs, généralement exprimés en temps requis par millimètre d'épaisseur du panneau.

6. Section de finition

Le carton brut sortant de la presse à chaud est refroidi, découpé et empilé. Dans les procédés traditionnels, les panneaux nécessitent souvent une période de « conditionnement » ou de « maturation » (pour équilibrer la teneur en humidité et soulager les contraintes internes), qui peut prendre plus de 48 heures. Ensuite, les panneaux sont poncés pour l'étalonnage de l'épaisseur et le lissage de la surface à l'aide de ponceuses à large bande, obtenant ainsi une épaisseur précise et une surface lisse. Les ponceuses à large bande améliorent la qualité de la surface des panneaux et réduisent les coûts d'exploitation . Finalement, ils sont coupés aux dimensions standards (ex. : 4x8 pieds, 6x8 pieds, 6x9 pieds, 4x12 pieds, 6x12 pieds, etc.) ou aux dimensions personnalisées par des scies à panneaux selon les exigences du client. Après inspection, les planches finies sont empilées et emballées.