Uma linha de produção de MDF é um processo típico de uso intensivo de energia, onde as seções de refino, secagem e prensagem a quente consomem grandes quantidades de energia térmica e elétrica. Essas seções geram calor residual substancial durante a operação, incluindo vapor secundário descarregado do refinador, calor de exaustão do secador, calor da água de resfriamento da prensa quente e dissipação de calor superficial do equipamento. O conceito central da linha de produção de MDF com recuperação de calor é capturar esse calor residual, que de outra forma seria emitido para o meio ambiente, por meio de sistemas de recuperação especialmente projetados e reutilizá-lo no processo de produção, permitindo a utilização em cascata e a reciclagem de energia.

O Centro de Energia é um sistema integrado de fornecimento de energia baseado em biomassa que pode fornecer a energia térmica e elétrica necessária à linha de produção de MDF. Serve como uma base importante para alcançar a recuperação de calor. A aplicação deste sistema pode reduzir o consumo de energia térmica por unidade de produto em 15-30%, diminuindo correspondentemente o consumo de combustível e reduzindo diretamente os custos de produção.

1. Seção de preparação de matéria-prima e lascamento

Este é o ponto de partida da linha MDF. As toras (por exemplo, madeira de pequeno diâmetro, galhos, resíduos de processamento) são primeiro alimentadas em um descascador para remover a casca e depois cortadas em cavacos de tamanho uniforme por um picador. O tamanho ideal do chip é normalmente de 15 a 30 mm de comprimento, 6 a 40 mm de largura e 2 a 8 mm de espessura. Os chips são então peneirados para remover impurezas e partículas superdimensionadas ou subdimensionadas. Os chips qualificados são transportados para caixas de armazenamento. A composição ideal da matéria-prima é 60%-70% de madeira de coníferas e 30%-40% de madeira de folha larga, com teor de casca não superior a 5%.

2. Seção de Preparação de Fibra (Seção de Refino)

Este é o processo central que distingue a produção de MDF da fabricação de aglomerado. Os chips qualificados entram primeiro em um pré-aquecedor vertical ou horizontal para vaporização e amolecimento, com temperaturas normalmente de 165 a 180°C, pressão de 8,0 a 9,0 bar e tempo de 2 a 5 minutos. Os cavacos amolecidos são então comprimidos e desidratados por um alimentador de rosca antes de entrar no refinador. No refinador, sob condições de alta temperatura e pressão, os cavacos são separados em fibras individuais ou feixes de fibras pelo movimento relativo de alta velocidade das placas do refinador. Os modernos sistemas de refino pressurizados proporcionam excelente qualidade de fibra, resultando em fibras com cores mais claras e superfície mais lisa, ao mesmo tempo que minimizam o consumo de energia.

Durante o processo de refino, a parafina fundida (repelente à água) pode ser injetada a partir da linha de sopragem do refinador, aplicada nas fibras. A parafina é derretida por aquecimento de serpentina a vapor e bombeada através de tubulações até os cavacos antes de entrar na câmara do refinador; após a separação das fibras, a parafina é distribuída uniformemente na superfície da fibra.

3. Seção de mistura e secagem

À medida que as fibras separadas são transportadas pneumaticamente através da linha sopradora em direção ao secador, os adesivos são aplicados. Os adesivos tradicionais são resinas de ureia-formaldeído (UF), mas apresentam problemas de emissão de formaldeído. Portanto, o uso de adesivos isentos de formaldeído (por exemplo, resinas à base de isocianato) está aumentando. O método de mistura normalmente usa aplicação de linha de sopro: um bico de cola é configurado na linha de sopro do refinador até o tubo do secador; uma bomba dosadora de cola transfere cola de concentração estável para o bico enquanto o ar comprimido é inserido para atomizar a cola, misturando-se uniformemente com as fibras em um estado turbulento e rolante de alta velocidade.

As fibras úmidas misturadas entram em um grande duto de secagem, entrando em intenso contato com o ar quente. A umidade evapora rapidamente em segundos, atingindo o teor de umidade necessário (normalmente 8-12%) . O sistema de secagem está equipado com detectores de faíscas e sistemas de extinção para minimizar o risco de incêndio. A secagem da fibra adota um método de secagem pneumática de estágio único; depois que as fibras úmidas entram no tubo de secagem, a umidade vaporiza rapidamente sob condições de gradiente de alta temperatura. Ao controlar a temperatura e a vazão do meio de secagem, o teor de umidade da fibra atinge os requisitos do processo.

4. Seção Formadora

As fibras secas, após a dosagem, são espalhadas uniformemente por uma máquina formadora sobre uma correia transportadora em movimento, criando uma esteira solta com espessura, largura e densidade uniforme específicas. As tecnologias de formação incluem formação mecânica ou de ar a vácuo. A formação de ar a vácuo usa pressão negativa para adsorver uniformemente as fibras: as fibras secas se misturam com o ar e são espalhadas uniformemente na correia de malha móvel em um padrão de fluxo de ar de alta velocidade. Um tanque de pressão negativa está localizado sob a correia de malha, evitando respingos de fibra e permitindo que as fibras sejam adsorvidas na correia, formando gradualmente uma esteira uniforme.

Para garantir o fornecimento uniforme de fibra, o dosador de fibra é equipado com indicador de nível, interligado ao secador e máquina formadora para controle elétrico. A manta formada passa então por uma pré-prensa para compressão inicial, que expele o ar, aumenta a densidade e dá à manta resistência verde suficiente para ser transportada para a prensa quente. A pré-impressão é normalmente um tipo de correia contínua, com a esteira se movendo sob pressão. Após a pré-prensagem, o tapete é cortado no comprimento certo por uma serra voadora.

5. Seção de prensagem a quente

Este é o coração e a parte mais crítica da linha de produção. O tapete pré-prensado é alimentado em uma prensa quente. Sob alta temperatura e pressão, o adesivo cura rapidamente e as fibras se unem firmemente, formando uma placa bruta com espessura e densidade especificadas.

Os parâmetros de prensagem a quente são cruciais para as propriedades finais do painel, incluindo principalmente três fatores principais:

Temperatura de prensagem a quente: A seleção da temperatura depende de fatores abrangentes, incluindo matéria-prima, espécie de madeira, teor de umidade da fibra, propriedades adesivas, espessura da manta, tempo de prensagem, magnitude da pressão e condições do equipamento.

Pressão de prensagem a quente: A pressão varia durante o processo de prensagem a quente. A pressão aumenta gradualmente durante a prensagem e depois deve ser reduzida ao atingir a espessura necessária da manta. A cura do adesivo e a formação de ligações de fibras ocorrem principalmente na fase de baixa pressão, normalmente 0,6-1,3 MPa.

Tempo de prensagem a quente: O tempo de prensagem está relacionado às propriedades adesivas e tempo de cura, qualidade da fibra, teor de umidade da manta, espessura, temperatura de prensagem, pressão e outros fatores, normalmente expressos como tempo necessário por milímetro de espessura da placa.

6. Seção de Acabamento

A placa bruta que sai da prensa quente é resfriada, aparada e empilhada. Nos processos tradicionais, as placas geralmente requerem um período de “condicionamento” ou “maturação” (para equilibrar o teor de umidade e aliviar tensões internas), que pode levar mais de 48 horas. Posteriormente, as placas são lixadas para calibração de espessura e alisamento de superfície usando lixadeiras de cinta larga, obtendo espessura precisa e superfície lisa. As lixadeiras de cinta larga melhoram a qualidade da superfície da placa e reduzem os custos operacionais. Finalmente, eles são cortados em tamanhos padrão (por exemplo, 4x8 pés, 6x8 pés, 6x9 pés, 4x12 pés, 6x12 pés, etc.) ou dimensões personalizadas por serras de painel de acordo com as necessidades do cliente. Após a inspeção, as placas acabadas são empilhadas e embaladas.