Способ получения древесной плиты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ ПЛИТЫ Способ может быть использован в деревообрабатывающей промышленности для получения листовых строительных материалов, деталей мебели и т.п. термопрессованных изделий при сниженных энергозатратах. Для изготовления плит получают древесную массу из частиц измельченного растительного сырья. Формируют плоский слой древесной массы и уплотняют его при температуре в пределах 58-120 С. Способ позволяет сохранить полезные природные соединения в составе плит с достижением достаточно высоких физико-механических характеристик изделий.EP-A2-0462586 Н.П. Карташов. Разработка и внедрение технологии получения лигно-углеводных древесных пластиков из дробленых еловых лесосечных отходов. Свердловск, 1968, с. 20-23(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец: АХМЕДЖАНОВ МИХАИЛ МУКАРАСОВИЧ (RU) 015896 Предлагаемое техническое решение относится к области лесной и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве листовых строительных материалов, деталей мебели и т.п. прессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками и улучшенными экологическими свойствами, при сниженной температуре термопрессования. Аналогичные технические решения известны. Так, например, в патенте RU2073044 описан способ получения древесных плит, суть которого заключается в следующем: берут растительное сырье в виде торфа травяно-моховой группы и отходов древесины; измельчают растительное сырье до размерности частиц не более 3 мм; смешивают частицы торфа и древесины в соотношении (мас.%): частицы торфа - 5-99; частицы древесины сосны - 95-1; получают древесную массу из частиц измельченного растительного сырья; сушат полученную древесную массу до влажности, равной 9%; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы до температуры 170 С; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы, создающее давление в пределах 3,0-8,5 МПа, на всю плоскость слоя, с продолжительностью совместного воздействия температуры и давления, из расчета 1 мин/1 мм толщины плиты; получают уплотненный, нагретый плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы до температуры 40 С, не снимая приложенного усилия; снимают усилие с охлажденного, уплотненного плоского слоя древесной массы; получают древесные плиты. Общими признаками данного аналога и предлагаемого способа получения древесных плит являются следующие действия: берут растительное сырье; измельчают растительное сырье; получают древесную массу из частиц измельченного растительного сырья; сушат полученную древесную массу; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы, создающее давление на всю плоскость слоя; получают уплотненный, нагретый плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы, не снимая приложенного усилия; снимают усилие с охлажденного, уплотненного плоского слоя древесной массы; получают древесные плиты. Технический результат, который невозможно достичь охарактеризованным выше аналогом, заключается в снижении температуры нагрева плоского слоя древесной массы при получении древесных плит с достаточно высокими физико-механическими характеристиками. Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата по данному аналогу является высокая плотность компонентов древесной массы, не позволяющая выделять при сниженной температуре нагрева массы необходимое и достаточное количество активных природных соединений,содержащихся в растительных компонентах и образующих связующее для получения древесных плит, в процессе термопрессования. Известным аналогом, принятым за прототип, является автореферат Карташова Н.П. "Разработка и внедрение технологии получения лигно-углеводных древесных пластиков из дробленых лесосечных отходов". УЛТИ, Свердловск, 1968 г. В данной работе описан способ получения древесных плит, который заключается в следующем: берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов влажностью 60-70% в составе(мас.%): хвоя - 15, лубяная кора - 25, древесина - 60; измельчают растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов вышеуказанного состава и влажности до размерности частиц не более 5 мм; получают древесную массу, состоящую из частиц волокнистой структуры, измельченных хвойных лесосечных отходов, в составе (мас.%): частицы хвои - 15, частицы лубяной коры - 25, частицы древесины - 60; сушат полученную древесную массу до влажности 17-20%; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы до температуры, равной 160 С; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы, создающее давление в пределах 2,6-5,1 МПа, на всю плоскость слоя, с продолжительностью совместного воздействия температуры и-1 015896 давления, из расчета 1 мин/1 мм толщины плиты; получают уплотненный, нагретый плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы до температуры 30 С, не снимая приложенного усилия; снимают усилие с охлажденного, уплотненного плоского слоя древесной массы; получают древесные плиты. Общими признаками прототипа и предлагаемого способа получения древесных плит являются следующие действия: берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов с влажностью 60-70%; измельчают растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов с влажностью 60-70%, до размерности частиц не более 5 мм; получают древесную массу, состоящую из частиц волокнистой структуры, измельченных хвойных лесосечных отходов; сушат полученную древесную массу; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы, создающее давление в пределах 2,6-5,1 МПа, на всю плоскость слоя, с продолжительностью совместного воздействия температуры и давления из расчета 1 мин/1 мм толщины плиты; получают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы до температуры 30 С, не снимая приложенного усилия; снимают усилие с охлажденного, уплотненного плоского слоя древесной массы; получают древесные плиты. Технический результат, который невозможно достичь по прототипу, заключается в снижении температуры нагрева плоского слоя древесной массы, при получении древесных плит с достаточно высокими физико-механическими характеристиками. Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата по прототипу является завышенное содержание в древесной массе плотной древесины, в виде частиц измельченных сучьев и вершин хвойных деревьев, не позволяющее выделять, при сниженной температуре нагрева массы, достаточное количество активных природных соединений, содержащихся в растительных компонентах, необходимое для образования связующего, при получении древесных плит. Учитывая характеристики и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача получения древесных плит, из широко распространенного растительного сырья, с достижением достаточно высоких физико-механических характеристик изделий, при сниженных энергозатратах, является актуальной на сегодняшний день. Технический результат, указанный выше, достигается тем, что способ получения древесных плит заключается том, что берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов, измельчают растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов, получают древесную массу из частиц измельченных хвойных лесосечных отходов, сушат полученную древесную массу, формируют высушенную древесную массу плоским слоем, нагревают плоский слой древесной массы, прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы (создающее на него давление), получают уплотненный, нагретый плоский слой древесной массы, охлаждают нагретый уплотненный плоский слой древесной массы (не снимая приложенного усилия), снимают усилие с охлажденного, уплотненного плоского слоя древесной массы и получают древесные плиты, при этом берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов с содержанием древесины не более 43 мас.%; сушат полученную древесную массу до влажности 18-40%; нагревают плоский слой древесной массы до температуры 58-120 С. Выбор растительного сырья в виде хвойных лесосечных отходов с содержанием древесины не более 43 (мас.%); сушка древесной массы до влажности в пределах 18-40% и нагревание плоского слоя древесной массы до температуры в пределах 58-120 С позволяют в процессе измельчения выбранного растительного сырья получать древесную массу с пониженным содержанием плотных частиц древесины,что способствует более интенсивному выделению активных природных соединений из компонентов массы при сниженной температуре нагрева и образованию достаточного количества связующего, в процессе последующего термоуплотнения древесной массы, для получения древесных плит с достаточно высокими физико-механическими характеристиками,просушить древесную массу до влажности в пределах 18-40%, что способствует оптимизации процессов образования связующего и его лучшему распределению, при термоуплотнении древесной массы; сформировать высушенную древесную массу плоским слоем;-2 015896 нагреть его до температуры в пределах 58-120 С, что позволяет снизить энергозатраты и сохранить в составе получаемых плит большую часть экологически полезных летучих соединений, таких как фитонциды, флавоноиды, борнилацетат и т.п., которые, как известно, при высокотемпературном нагревании испаряются и деструктурируют; приложить усилие и уплотнить нагретый плоский слой древесной массы, а после его охлаждения под давлением, с целью окончательного образования, распределения и схватывания связующего, до 30 С снять давление и получить древесные плиты, обладающие достаточно высокими физико-механическими характеристиками. В чем и проявляется достижение технического результата, указанного выше. Как было установлено экспериментально, содержание в древесной массе частиц с плотностью хвойной древесины более 43 мас.% не позволяет выделить из компонентов достаточное количество активных природных веществ, необходимых для образования связующего и получения древесных плит с достаточно высокими физико-механическими характеристиками, при температуре нагрева древесной массы менее 120 С в процессе ее термоуплотнения; влажность древесной массы менее 18% снижает ее пластичность, прочность и влагостойкость получаемых из нее плит, а влажность массы более 40% также приводит к снижению прочности и влагостойкости плит; нагрев древесной массы до температуры менее 58 С значительно замедляет процесс выделения активных веществ и проведения реакций образования из них связующего, при термоуплотнении древесной массы, а нагрев древесной массы до температуры более 120 С увеличивает энергозатраты, при этом испаряются и деструктурируют содержащиеся в ней полезные летучие соединения. Техническая сущность предлагаемого способа получения древесных плит заключается в следующем: берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов, с содержанием древесины не более 43 мас.%; измельчают растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов; получают древесную массу из частиц измельченных хвойных лесосечных отходов; сушат полученную древесную массу до влажности 18-40%; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы до температуры в пределах 58-120 С; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы; получают уплотненный, нагретый плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый, уплотненный плоский слой древесной массы, не снимая приложенного усилия; снимают усилие с охлажденного уплотненного плоского слоя древесной массы и получают древесные плиты. Практически способ получения древесных плит состоит в следующем: берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов с естественной влажностью 60-70% в составе, исключающем содержание плотной древесины более 43 мас.%, например хвойный лапник(ветви, покрытые растущей на них хвоей) или его составляющие (хвою и/или лубяную кору); измельчают выбранное растительное сырье с естественной влажностью 60-70% до размерности частиц не более 5 мм известными способами, например в молотковой дробилке; получают древесную массу из измельченного растительного сырья, состоящую из частиц волокнистой структуры, с содержанием частиц древесины не более 43 мас.%; сушат полученную древесную массу до влажности 18-40% известными способами, например в сушилке; формируют высушенную древесную массу плоским слоем одним из известных способов; нагревают плоский слой древесной массы до температуры 58-120 С известными способами, например между нагретыми плитами пресса; прилагают усилие к нагретому плоскому слою древесной массы, создающее на него давление 2,65,1 МПа, с продолжительностью совместного воздействия температуры и давления, в зависимости от заданной толщины и плотности получаемой плиты, оптимально - в течение времени из расчета 1 мин/1 мм толщины изделия, известными способами, например, с помощью пресса (при этом нагрев и приложение усилия, создающего давление на слой, осуществляют одновременно); получают уплотненный нагретый плоский слой древесной массы; охлаждают нагретый уплотненный плоский слой древесной массы, не снимая приложенного усилия, до 30 С известными способами, например воздушным потоком; снимают усилие с охлажденного уплотненного плоского слоя древесной массы и получают древесные плиты. Для подтверждения достижения вышеуказанного технического результата и физико-механических характеристик плит были изготовлены и испытаны образцы по ГОСТ 10632-89. Образцы получали соответственно предлагаемому способу при сниженных значениях температуры-3 015896 нагрева, соблюдая соответствующие технические условия и технологические параметры прототипа: давление 2,6-5,1 МПа, продолжительность горячего прессования 1 мин/мм толщины изделия, охлаждение до 30 С под давлением. Основные показатели полученных образцов представлены в таблице. Результаты испытаний показывают, что полученные по предлагаемому способу древесные плиты в процессе термоуплотнения древесной массы, при температуре ее нагрева значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, обладают достаточно высокими физико-механическими характеристиками. Кроме того, снижение температурного режима позволяет снизить производственные затраты, а также придает изделиям полезные экологические свойства, в виде стойкого аромата хвойного леса, благоприятного для окружающей среды. Учитывая, что плиты по предлагаемому способу получают, используя для их изготовления широко распространенные лесосечные отходы, что способствует сохранению лесных ресурсов, их более глубокой переработке, за счет чего себестоимость изделий достаточно низка, можно сделать вывод, что предлагаемый способ получения древесных плит найдет широкое применение в современном производстве. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения древесной плиты, заключающийся в том, что берут растительное сырье в виде хвойных лесосечных отходов и измельчают его с получением древесной массы из частиц измельченных хвойных лесосечных отходов; сушат полученную древесную массу; формируют высушенную древесную массу плоским слоем; нагревают плоский слой древесной массы и прилагают к нему усилие с получением уплотненного нагретого плоского слоя древесной массы; охлаждают уплотненный нагретый плоский слой древесной массы и снимают с него усилие с получением древесной плиты,отличающийся тем, что растительное сырье берут с содержанием древесины не более 43 мас.%, полученную древесную массу сушат до влажности 18-40%, а плоский слой древесной массы нагревают до температуры 58-120 С.