Линия по производству МДФ – типичный энергоемкий процесс, в котором секции рафинирования, сушки и горячего прессования потребляют большое количество тепловой и электрической энергии. Эти секции во время работы выделяют значительное количество отходящего тепла, включая вторичный пар, выпускаемый из рафинера, тепло отходящих газов из сушилки, тепло охлаждающей воды от горячего пресса и рассеивание тепла на поверхности оборудования. Основная концепция линии по производству МДФ с рекуперацией тепла заключается в улавливании этого отработанного тепла, которое в противном случае было бы выброшено в окружающую среду, с помощью специально разработанных систем рекуперации и повторном использовании его в производственном процессе, что позволяет каскадно использовать и перерабатывать энергию.

Энергоцентр – это интегрированная система энергоснабжения на основе биомассы, способная обеспечить тепловую и электрическую энергию, необходимую для линии по производству МДФ. Он служит важной основой для достижения рекуперации тепла. Применение данной системы позволяет снизить расход тепловой энергии на единицу продукции на 15-30%, соответственно снизить расход топлива и напрямую снизить себестоимость продукции.

1. Участок подготовки сырья и измельчения

Это отправная точка линии МДФ. Бревна (например, древесина небольшого диаметра, ветки, остатки переработки) сначала подаются в окорочный станок для удаления коры, а затем разрезаются на щепу одинакового размера с помощью измельчителя. Идеальный размер чипа обычно составляет 15–30 мм в длину, 6–40 мм в ширину и 2–8 мм в толщину. Затем стружку просеивают для удаления примесей и частиц слишком большого или меньшего размера. Квалифицированная щепа передается в бункеры хранения. Идеальный состав сырья – 60–70 % хвойной древесины и 30–40 % широколиственной древесины с содержанием коры не более 5 %.

2. Секция подготовки волокна (секция рафинирования)

Это основной процесс, который отличает производство МДФ от производства ДСП. Соответствующая щепа сначала поступает в вертикальный или горизонтальный подогреватель для пропаривания и размягчения с температурой обычно 165–180°C, давлением 8,0–9,0 бар и временем 2–5 минут. Размягченная щепа затем сжимается и обезвоживается шнековым питателем перед подачей в рафинер. В рафинере в условиях высокой температуры и давления стружка разделяется на отдельные волокна или пучки волокон за счет высокоскоростного относительного движения пластин рафинера. Современные системы рафинирования под давлением обеспечивают превосходное качество волокна, в результате чего волокна приобретают более светлый цвет и более гладкую поверхность, при этом потребление энергии сводится к минимуму.

Во время процесса рафинирования расплавленный парафин (водоотталкивающее средство) можно впрыскивать из трубопровода рафинера и наносить на волокна. Парафин плавится за счет нагрева парового змеевика и перекачивается по трубопроводам к щепе перед поступлением в камеру рафинера; после разделения волокон парафин равномерно распределяется по поверхности волокна.

3. Секция смешивания и сушки

Когда отделенные волокна пневматически транспортируются по воздуховоду к сушилке, на них наносятся клеи. Традиционными клеями являются карбамидоформальдегидные (УФ) смолы, но они создают проблемы с выделением формальдегида. Поэтому увеличивается использование клеев, не содержащих формальдегида (например, смол на основе изоцианата). В методе смешивания обычно используется продувочная линия: на продувочной линии от рафинера к сушильной трубе установлено клеевое сопло; насос-дозатор клея подает клей стабильной концентрации в сопло, в то время как сжатый воздух подается для распыления клея, равномерно смешиваясь с волокнами в высокоскоростном турбулентном и вращающемся состоянии.

Смешанные влажные волокна попадают в большой сушильный канал, вступая в интенсивный контакт с горячим воздухом. Влага быстро испаряется в течение нескольких секунд, достигая требуемого содержания влаги (обычно 8-12%). Система сушки оснащена искрогасителями и системами пожаротушения для минимизации риска возгорания. При сушке волокна применяется одноэтапный метод пневматической сушки; после того, как влажные волокна попадают в сушильную трубу, влага быстро испаряется в условиях высокого температурного градиента. Контролируя температуру и скорость потока сушильной среды, влажность волокна достигает технологических требований.

4. Формирующая секция

Высушенные волокна после дозирования равномерно распределяются формовочной машиной на движущейся конвейерной ленте, образуя рыхлый мат определенной толщины, ширины и одинаковой плотности. Технологии формования включают механическую или вакуумно-воздушную формовку. Вакуумно-воздушное формование использует отрицательное давление для равномерной адсорбции волокон: сухие волокна смешиваются с воздухом и равномерно распределяются по движущейся сетчатой ​​ленте в виде высокоскоростного воздушного потока. Резервуар с отрицательным давлением расположен под сетчатой ​​лентой, что предотвращает разбрызгивание волокон и позволяет волокнам адсорбироваться на ленте, постепенно образуя однородный мат.

Для обеспечения равномерной подачи волокна бункер-дозатор волокна оснащен индикатором уровня, соединенным с сушилкой и формовочной машиной с электрическим управлением. Сформированный мат затем проходит через предварительный пресс для первоначального сжатия, которое вытесняет воздух, увеличивает плотность и придает мату достаточную прочность для транспортировки в горячий пресс. Предварительный пресс обычно представляет собой ленточный конвейер непрерывного действия, в котором мат перемещается под давлением. После предварительного прессования мат обрезается по длине летучей пилой.

5. Секция горячего прессования

Это сердце и самая важная часть производственной линии. Предварительно спрессованный мат подается в горячий пресс. Под воздействием высокой температуры и давления клей быстро затвердевает, и волокна плотно соединяются друг с другом, образуя необработанную плиту заданной толщины и плотности.

Параметры горячего прессования имеют решающее значение для конечных свойств панели, в первую очередь включая три ключевых фактора:

Температура горячего прессования: Выбор температуры зависит от множества факторов, включая сырье, породу древесины, содержание влаги в волокне, клеящие свойства, толщину мата, время прессования, величину давления и состояние оборудования.

Давление горячего прессования: Давление варьируется в процессе горячего прессования. Давление постепенно увеличивается во время прессования, затем его следует уменьшить по достижении необходимой толщины мата. Отверждение клея и образование связей между волокнами в основном происходят в фазе низкого давления, обычно 0,6-1,3 МПа.

Время горячего прессования: Время прессования зависит от адгезионных свойств и времени отверждения, качества волокна, содержания влаги в мате, толщины, температуры прессования, давления и других факторов, обычно выражаемых как время, необходимое на миллиметр толщины плиты.

6. Отделочная часть

Необработанная доска, выходящая из горячего пресса, охлаждается, обрезается и укладывается в стопку. В традиционных процессах плитам часто требуется период «кондиционирования» или «созревания» (для уравновешивания содержания влаги и снятия внутренних напряжений), который может занять более 48 часов. Затем доски шлифуются для калибровки толщины и выравнивания поверхности с помощью широколенточных шлифовальных машин, обеспечивая точную толщину и гладкую поверхность. Широколенточные шлифовальные машины улучшают качество поверхности плит и снижают эксплуатационные расходы. Наконец, они разрезаются на стандартные размеры (например, 4х8 футов, 6х8 футов, 6х9 футов, 4х12 футов, 6х12 футов и т. д.) или нестандартные размеры с помощью панельных пил в соответствии с требованиями заказчика. После проверки готовые доски укладываются и упаковываются.