Сырьем для производства прессованных материалов являются: лю­бые Древесные отходы, Отходы сельского хозяйства (шелуха риса и семе­чек, початки кукурузы, камыш, конопля, солома и пр.).

На выбор технологического процесса их прессования влияет влаж­ность и крупность материала. Прессованию поддается сырье влажностью 6-12%.

Мы будем рассматривать технологию прессования измельченных Древесных отходоц.

Как показывает практика, при изготовлении брикетов и гранул необ­ходимо соблюдать не только определенную влажность прессуемых частиц, но и их крупность. Например, если прессовать опилки, то получим самое высокое качество брикетов или гранул. При измельчении кусковых отходов в брикетирующую массу крупность ее частиц должна быть не более 1,0 Мм (объем частиц крупностью 1-5 Мм не более 25 %).

Распределение отходов по фракционному составу

Известно, что кусковые древесные отходы имеют большой разброс размеров: по Длине - 10-6000 лш, по Ширине - 10-400 лш, по Толщине - 1-100 Мм.

Вид производства	Кусковые отходы, %	Стружка, %	Опилки, %	Примечание
1. Домостроение	15	20	5
2. Паркетное произ­водство	30-36	16-18	10-12
3. Мебельное произ­водство	14-15	12-13	7-8	0,8-0,9 (пыль) 2,8 (обрезки фанеры)
4. Лыжное производ­ство	35-36	18	10-12 (с пылью)
5. Отходы лесопиления	18-21	—	10-13
6. Шпалопиление	10-11 (от распиловки); 1,6-1,8 (от раскряжевки)	—	9-10
7. Отходы фанерного производства	35-48 (куски шпона); 2 (отгорцовки бревен)	—	0*5-3,5 (с пылью)	31 (карандаши)
8. Отходы производст­ва ящичной тары	32	—	16

Таблица 1

Отходы лесозаготовок:

- Сучья на деревьях диаметром > 20 см - 8-18 % (зависит от породы);

- Тонкомерная древесина (диаметр 6 См и менее) -11%;

- Пни - до 3 % от объема ствола;

- Обломки стволов, валежник - 5-12 М3 на 1 Га;

- Древесная зелень (побеги частиц диаметром до 8 Мм) покрытая хво­ей или листвой - 12-15 % (зависит от породы дерева, его возраста и места произрастания).

Использование указанных выше отходов в производстве древесных плит, для брикетирования или в качестве топлива для промышленных ко­тельных возможно только после приведения этой разноразмерной древес­ной массы в однородную, с заданными размерами частиц, т. е. после их (отходов) измельчения.

К измельченной древесине, согласно ГОСТ 23246, относятся: Щепа, дроблен ка у стружка, Опилки, Древесная пыль и древесная мука.

Основным сырьем для прессования, как показывает практика, явля­ются опилки. Поэтому щепу, стружку и дробленку необходимо доизмель - чать до мелкой (опилочной) фракции.

Таким образом, сырье для прессования должно иметь влажность в пределах 6-12 %, и крупность частиц 0,5-1,0 мм (1-5 мм не более 25 % общего объема).

При переработке древесных отходов важным вопросом является оп­ределение их объема. Древесные отходы учитываются в плотных М3 с точ­ностью до 0,1 м3.

Объем лесоматериала круглого определяют путем обмера штабеля (длина, высота, ширина) с учетом коэффициента полнодревесности Ка.

Для Круглого лесоматериала По ГОСТ 9462-88 К. п равен:

- при длине от 1 до 2 м - 0,74 (грубоокоренный) и 0,764),77 (без коры);

- при длине до 1 м - 0,76 (грубоокоренный) и 0,78-0,79 (без коры). Для Горбыля делового По ОСТ 13-28-74 Кп равен:

- при длине до 2 м - 0,48 (неокоренный) и 0,56 (окоренный).

- при длине больше 2м - 0,43 (неокоренный) и 0,50 (окоренный).

Для отходов лесозаготовок и деревообработки по ТУ 13-539-80 Ал равен: Обрезки стволов и бревен (откомлевки) 0,40 Сучья, ветки всех размеров 0,12 Вершинки крупные 0,30 Г орбыль 0,56 Рейки 0,52 Смесь горбыля и рейки 0,46 Маломерная древесина, очищенная от веток, 0 в комле до 4 см: Длиной до 2 м 0,125

Длиной 2 - 3,9 м 0,15

Тонкомерные бревна 0 7-12 см и длиной 1-2 м	0,65
Обломки хлыстов 0 12-24 см, длиной 4-6 м	0,25
Длиной 1-1,5 м	0,75
Сучья 0 3-10 см, длиной 0,5-1,5 м (очищенные от веток)	0,25

Таблица 2

Коэффициент полнодревесности для кусковых отходов лесопиления Длина, м Толщина, мм 15 20 25-30 1,0-1,2 0,48 0,53 0,57 1,5Л 0,50 0,61 0,63 1,8-2,2' — 0,69 0,72 2,5-2,7 — 0,73 0,74

Коэффициент полнодревесности (Кп) для отходов Фанерного Производства:

TOC o "1-5" h z - карандаши - 0,72

- шпон-рванина - 0,45

- обрезки фанеры - 0,60

- древесная пыль - 0,51

-стружка - 0,13

Ниже приведены Коэффициенты полнодревесности Для измель­ченной древесины.

А) опилки (ГОСТ 18320):

- до отгрузки потребителю - 0,28

- при перевозке опилок автотранспортом На Расстояние до 5 км - 0,30

- при перевозке на расстояние 5-50 км - 0,34

- при перевозке на расстояние 50-500 км - 0,36

- при перевозке ж/д транспортом на расстояние более 500км - 0,38

Б) древесная кора:

- ель подсушенная -0,324

- ель влажная - 0,484

- береза подсушенная - 0,256

В) щепа (ГОСТ 15815):'

- до отгрузки потребителю механическим способом - 0,36

- до отгрузки пневмотранспортом - 0,41

- у потребителя при механической погрузке - 0,40

- у потребителя при пневмопогрузке - 0,42

При перевозке щепы железнодорожным транспортом на расстояние:

- 200 Км - 0,38 (механическая погрузка), -0,41 (пневмопогрузка)

- 200-650 Км - 0,39 (механическая погрузка), - 0,43 (пневмопогрузка)

- свыше 650 Км - 0,41 (механическая погрузка), - 0,43 (пневмопогрузка)

Г) щепа из отходов лесозаготовок (ТУ 13-735-83):

- у производителя щепы - 0,35

- при перевозке на расстояние до 50 Км - 0,36

- при перевозке на расстояние более 50 Км - 0,37

- при погрузке щепы пневмотранспортом - 0,43

Основным требованием к сырью для прессования является наличие в

Его химическом составе Лигнина, который является связующим веществом.

Химический состав древесины, % (по данным Богомолова Б. Д. и Никитина Н. И)

Химический состав древесной коры, % (по данным Шаркова В. И. и Енсена В.)

Для древесных материалов химический состав приведен в табли­цах 3 и 4.

Порода	Цел­ Люлоза	Лигнин	Г емицелл юлоза	Зола	Экстрактивные вещества
Пентоза	Гексо- Заны	Раствори­мые в воде	Раствори­мые в эфире
Сосна	51,9	28,2	11,2	9,3	0,2	0,6	1,6
Ель	58,3	29,0	10,1	9,8	0,2	1,8	1,1
Листвен­ Ница	45,8	29,5	9,3	—	1,0	5,1	1,8
Пихта	48,0	29,9	5,3	17,8	0,7	1,4	0,9
Кедр	50,0	30,1	8,6	11,8	0,1	1,5	2,4
Дуб	38,9	23,8	28,8	—	0,3	1,8	0,6
Бук	42,2	20,8	29,3	7,6	0,5	0,6	0,5
Береза	46,8	21,2	32,9	-------	0,4	1,5	3,0
Клен	41,5	23,1	25,6	7,7	0,3	0,5	0,3
Осина	52,4	20,3	22,6	0,5	0,2	2,2	1,6

Таблица 3

Компоненты	Порода
Сосна	Ель	Береза
Луб	Корка	Луб	Корка	Луб	Корка
Целлюлоза	18,2	16,4	23,2	14,3	18,5’	3,40*
Лигнин	17,1	43,6	15,6	27,4	20,3	1,3
Пентозаны	12,1	6,8	. 9,7	7,1	20,2	1,1
Г ексозаны	16,3	6,0	9,3	Г 7.7	—	—
Экстрактивные Вещества	24,7	17,7	34,8	30,5	15,4	43,7

Таблица 4

+

С учетом гексозана

Брикеты получают методом прессования измельченной, подготов­ленной по влажности и крупности, древесной массы без применения ка­ких-либо связующих веществ.

Предполагается, что в качестве связующего элемента при брикети­ровании выступает лигнин, выделяющийся из клеток древесины под дей­ствием давления и температуры.

Содержание лигнина в хвойных породах древесины составляет 28- 34 %, в лиственных породах - 17-27 %, в древесной коре - в среднем 17- 44 %, в зависимости от породы и состава коры (луб, корка).

Лигнин - аморфный полимер ароматической природы (полифенол) сложного строения, содержит больше углерода и меньше кислорода, чем целлюлоза.

Цвет лигнина (от светло-желтого до темно-коричневого) зависит от способа его выделения из древесины. Плотность лигнина 1,25-1,45 Г/см3.

Элементный химический состав древесины практически одинаковый

И включает:

- углерода - 49-50 %;

- кислорода - 43-44 %;

- водорода - 6 %;

- азота (для абсолютно сухой древесины) - около 0,1-0,3 %.

Прессование - основная операция в производстве брикетов, базиру­ется на свойстве сыпучих древесных материалов уплотняться под действи­ем внешней нагрузки (при определенном температурным режиме).

Прессуемая масса состоит из твердого вещества, воздуха и воды. Ко­личественное соотношение этих элементов как до, так и после прессования определяют условия получения прочного брикета.

Превращение измельченной древесной массы в прочный брикет обеспечивается как физико-механическими свойствами материала, так и условиями протекания процесса брикетирования.

Основными факторами, обуславливающими процесс получения прочного и плотного брикета, являются: Давление, Влажность и крупность частиц, Температурный режим и продолжительность прессования.

С увеличением усилия Давления и снижением Влажности плотность брикетов повышается. Напримёр, при влажности древесины 15 % или при влажности коры 10 % брикеты легко разрушаются.

Что касается Крупности частиц то, как показывает опыт, частицы с размером до 2 Мм брикетируются хорошо и плотность брикетов высокая. При увеличении размера до 5 Мм (в обьеме более 25 % от общего) наблю­дается снижение плотности - брикет становится недостаточно прочным. Более крупные частицы не позволяют получать качественного и прочного брикета.

В процессе прессования горячей массы в закрытых пресс-формах внутри самой массы скапливается много водяного пара. Если сразу снять

Давление и освободить брикет из пресс-формы, то под действием внутрен­него давления пара и упругих сил частиц объем брикета увеличивается, на нем появляются трещины и брикет разрушается. Выдержка брикетов под давлением в Течение некоторого времени является необходимой.

На прочность брикета влияет и Температурный режим. Чем выше температура прессуемого материала, тем меньшее усилие необходимо при его прессовании. Это обьясняется тем, что с ростом температуры увеличи­вается пластичность материала, т. е. силы трения между древесными час­тицами и стенками канала матрицы снижаются. За время прохождения прессуемой массы по нагретому каналу на поверхности брикета образуется прочная пленка, удаляется часть влаги, и формируются физико­механические связи между частицами. Брикет становится прочнее.

Рекомендуемая температура, при которой получается прочный бри­кет, должна быть в пределах 150-250 °С. При более низкой температуре (80-120°) брикеты будут менее прочные. Ограничением верхнего предела температуры является обугливание верхних слоев брикета - происходит частичное разложение брикета (пиролиз).

Главные реакции распада древесины совершаются при температуре 275-450 °С с бурным выделением тепла, начинают интенсивно образовы­ваться газы (дымка).