Окорка древесного сырья
Одним из основных процессов при подготовке древесного сырья к дальнейшей переработке является окорка лесоматериалов. От организации этого процесса зависят как качественные показатели технологической щепы, так и ее выходные показатели. В настоящее время существует большое разнообразие способов и оборудования для окорки древесины [2, 15, 18 и др.]. Наибольшее распространение получил способ окорки в барабанах периодического (типа КБ-3) и непрерывного (КБ-6, КБ-12) действия. Основные технические характеристики барабанов представлены в табл.2.5.
Таблица 2.5
Характеристика окорочных барабанов
Показатели |
Тип барабана | |
||
КБ-3 |
КБ-6 |
КБ-12 |
|
Производительность, м^/ч |
3-4 |
5-8 |
10-12 |
Внутренний диаметр, мм |
2850 |
3000 |
3000 |
Длина барабана, м |
3,5 |
7,5 |
15 |
Число секций |
1 |
I |
2 |
Частота вращения, мин"1 |
10,5 |
10,1 |
10,1 |
Мощность, кВт |
47,9 |
55 |
110 |
Масса, т |
20,3 |
35,2 |
67,0 |
Диаметр Окариваемого сырья, см |
3-12 |
3-20 |
3-20 |
Длина Окариваемого сырья, м |
0,1-1,0 |
0,3-1,2 |
0,3-1,2 |
Несмотря на отдельные конструктивные отличия, для барабанов характерна общность самого технологического процесса окорки, который протекает следующим образом.
Во внутреннюю полость барабана с помощью какого-либо транспортного средства загружаются подлежащие окорке лесоматериалы. Степень загрузки, соответствующая наилучшим условиям окорки сырья, обычно составляет 0,5-0,6. При вращении барабана вокруг своей продольной оси лесоматериалы совершают хаотическое враща - тельно-поступательное движение, подвергаются механическим воздействиям со стороны соседних лесоматериалов и стенок барабана. При этом происходит отделение коры и частично, особенно на торцах, древесины. При достижении необходимой степени окорки лесоматериалы
выходят из барабана со стороны, противоположной загрузке. Получающиеся отходы окорки в виде кусков коры и отщепов древесины выводятся из полости барабана через расположенные на его боковой поверхности окна на специальное транспортное устройство. Неокоренные лесоматериалы направляются на доокорку.
(2.1) |
Качество окорки древесины обычно оценивают показателем степени окорки [7 ):
С. О. = —'100%,
Где Ук — объем коры, удаленной в процессе окорки;
Vo — объем коры в исходном сырье.
Поскольку минимально допустимое содержание коры в щепе не должно превышать 1 % [5 ], нет необходимости в 100-процентной окорке древесины. Поэтому рекомендуется [1J окаривать сырье до требуемой степени окорки:
Где Сн — нормативное содержание коры в щепе соответствующей марки, %;
Со — содержание коры в исходном сырье, зависящее от породы и диаметра лесоматериалов, %.
Данная формула удобна для предварительных расчетов процесса окорки и позволяет избежать неоправданных затрат на подготовку сырья. Так, например, при увеличении нормы засоренности щепы корой с 1 до 2% требуемая степень окорки сосновых лесоматериалов снижается с 90 до 80%.
Следует отметить, что представленные выше формулы не учитывают реальных потерь древесины в процессе окорки. При длительном нахождении лесоматериалов в барабане происходит размочаливание торцев и обламывание острых кромок поленьев, в результате чего часть древесины превращается в отходы и удаляется из барабана вместе с
Корой.
Процент отходов, Пд, возрастает пропорционально времени нахождения лесоматериалов в барабане и в зимнее время может достигать
20-25% [2 ].
В связи с относительным уменьшением объема собственно древесины, требуется более высокая степень окорки, которая может быть определена из следующей зависимости:
Сн (ЮО — Ср — Пд) S~[{- bo( 100-С^Н00/о-
Эта формула, выведенная авторами настоящего пособия, позволяет более точно определять требуемую степень окорки в зависимости от параметров окариваемого сырья с учетом возможных потерь древесины.
Для обеспечения качественной и быстрой обработки древесного сырья в окорочном барабане следует учитывать температурно-влажно- стное состояние древесины. Ряд авторов [2, 9, 14, 18 J указывают, что наиболее благоприятным для окорки является весенний период вегетации. Продолжительность окорки составляет в этот период 13-18 минут, а потери древесины при чистоте окорки 90-95% не превышают 1,5-1,6%. В летне-осенний период для достижения заданной степени окорки продолжительность обработки необходимо увеличить вдвое, до 27-35 минут. А в зимний период при температуре -20*С продолжительность окорки увеличивается до 1,5-2,0 ч (см, табл.2.6). С целью сокращения времени окорки рекомендуется проводить гидротермическую обработку сырья [2,9 ].
Таблица 2.6
(2.3) |
Режимы обработки древесины в окорочном барабане
Вид сырья |
Порода |
Время обработки, мин | |
||||
Древе |
Летом |
Осенью |
Зимой при температуре,® С |
|||
Сины |
-5 |
-15 |
-25 |
|||
Круглые |
Сосна |
10-15 |
20-25 |
40-50 |
55-65 |
50-60 I |
I поленья |
Ель |
12-17 |
25-30 |
55-65 |
90-105 |
115-130 |
D=3...18 см |
Береза |
15-20 |
30-35 |
45-55 |
65-80 |
60-70 |
Длиной |
Осина |
10-15 |
25-30 |
35-45 |
50-60 |
45-55 ! |
0,3 ..1,5 м |
||||||
Колотые |
Сосна |
20-25 |
40-45 |
85-95 |
100-110 |
95-105 |
Поленья с ли |
Ель |
25-30 |
45-50 |
120-130 |
140-155 |
155-170 |
Нией раскола |
Береза |
30-35 |
55-60 |
115-125 |
135-145 |
130-140 |
До 20 см |
Осина |
20-25 |
45-50 |
95-105 |
115-125 |
110-120 |
Длиной |
||||||
0,8...1,0м |
Производительность (кбм/ч) окорочных барабанов периодического действия определяется по формуле:
60 KD2L'pknkp
П'= - Т^уГГо Тц-' <2-4>
Где D и L — соответстненно диаметр и длина барабана, м; <р— степень загрузки, <р = 0.5-0,6;
K»j — коэффициент полнодревесиости лесоматериалов в сегменте
Заполнения, к = 0,35-0,5; кр — коэффициент использования рабочего времени,
Кр = 0,8 0-85;
U, tB — соответственно время загрузки и выгрузки сырья,
T3 = 16- 47 мин; tu = 21 -30 мин, t0 — время окорки, мин, определяемое в зависимости от требуемой степени окорки, параметров сырья, барабана, времени года, либо по табл.2.6. Средняя продолжительность окорки поленпев в барабане непрерывного действия определяется по формуле:
/ = —, (2.5)
П 4 J
Где п и Л1 — соответственно количество поленьев, одновременно
Находящихся в барабане и подаваемых в нею в течение
1 мин
Л D2 L<p кп йЛ п = 5q '----------- (2-6>
Ч^йЬ* (2-7)
где О — объем одного среднего полена м 3;
З
Пч — часовая производительность, м'. Тогда
Ь0л D2 L<p Кркп
1 =------------ 477ч--------- ' (2'8)
Наряду с барабанами групповой окорки древесины могут применяться окорочные станки 118, 21 ], позволяющие полностью удалять кору с лесоматериалов, подлежащих последующему измельчению Особенностью применения для этой цели окорочных станков является то, что древесина должна поступать к ним в виде долготья. При выборе типоразмера окорочного станка следует учитывать форму и размеры обрабатываемых лесоматериалов. В основном для производства щепы используются низкокачественная дрсвссина и тонкомерное технологическое сырье, отличающиеся кривизнои, неправильной формой поверхности лесоматериалов и большим диапазоном диаметров.
В том случае, если окорке подлежат лесоматериалы, имеющие в основном диаметр от 6 до 24 см, то рекомендуется использовать окорочные станки типа 2 ОК-40-1. Если же для производства щепы используется крупномерная древесина с диаметром более 26 см, то следует применять для окорки станки 2 ОК-63-1, 2 ОК-80-1, или ОК - 100-2. Техническая характеристика этих окорочных станков представлена в табл.2.7.
Таблица 2.7
Характеристика окорочных станков
Параметры |
Модели станков |
|||
2 ОК-40-1 |
2 ОК-63-1 |
2 ОК-80-1 |
ОК-ЮО-2 |
|
Диаметр окариваемых |
||||
Лесоматериалов, см: |
||||
Наименьший |
6 |
10 |
12 |
15 |
Максимальный |
35 |
55 |
70 |
90 |
Наименьшая длина |
||||
Лесоматериалов, м |
2,5 |
2,7 |
2,7 |
2,7 |
Наибольшая кривизна |
||||
Лесоматериалов, % |
3 |
3 |
3 |
3 |
Скорость подачи, м/с |
0.2-1_,2 |
0,2-1,0 |
0,2-1,17 |
0,2-1,0 |
Производительность, м3/ч |
12-30 |
14-35 |
30-60 |
- |
Мощность, кВт |
55 |
65 |
115 |
84 |
Масса станка, кг |
8500 |
9400 |
12500 |
19300 |
В реальных условиях для производства щепы могут быть отобраны лесоматериалы диаметром от 6 до 60 см. Как следует из графика распределения низкокачественного оярья по диаметрам [23] (рис.2.1), при среднем объеме хлыста q = 0,4 м около 20% лесоматериалов будут иметь диаметр менее 10 см и не смогут быть окорены на станках с просветом ротора более 63 см. Поэтому при 100-процентной окорке сырья с диаметром от 10 до 50 см общее содержание коры в древесине после окорки в зависимости от породы составит 3%, что позволяем получить щепу марки Ц-3.
Рис 2.1. Распределение низкокачественного древесного сырья по диаметрам в зависимости от среднего объема хлыста