RU2014217C1 - Способ изготовления плит из растительного сырья - Google Patents
Способ изготовления плит из растительного сырьяInfo
- Publication number
- RU2014217C1 RU2014217C1 SU5015926A RU2014217C1 RU 2014217 C1 RU2014217 C1 RU 2014217C1 SU 5015926 A SU5015926 A SU 5015926A RU 2014217 C1 RU2014217 C1 RU 2014217C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- plates
- raw material
- raw materials
- mpa
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 13
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- -1 i.e. in its presence Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Использование: при производстве плит и других прессованных материалов из растительного сырья сухим способом. Сущность изобретения: в качестве сырья используют стебли хлопчатника, которые измельчают с увлажнением до 40 - 70% от массы абсолютно сухого сырья, сушат при температуре 95 - 105°С до влажности 17 - 19%, формируют ковер и осуществляют горячее прессование при температуре 150 - 170°С и давлении 2,5 - 3,5МПа. Затем при том же давлении резко охлаждают до температуры 120 - 130°С со скоростью охлаждения, в первые 4,5 - 5 мин 4 - 5 °С в мин. Дальнейшее охлаждение проводят плавно до 25 - 30°С, после чего плавно снижают давление. 1 з.п. ф - лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к способам получения плит и других прессованных материалов из растительного сырья сухим способом.
Известен способ изготовления древесно-стружечных плит. (См. авт. св. СССР N 1579.782, кл. B 27 N 3/02, 3/04, БИ N 27 23.07.90). По данному способу древесные частицы, предварительно измельченные, с влажностью 6% обрабатывают связующим на основе полиизоцианатов и антиадгезива, перемешивают и формируют ковер. Затем ковер помещают в пресс и выполняют холодную подпрессовку и горячее прессование при температуре 200-230оС, давление 2,8-3,0 МПа, в течение 6 мин.
Недостатком описанного способа является загрязнение окружающей среды за счет испарений связующего при горячем прессовании, загрязнения воды от сырья емкостей от связующего, а также выпуск недостаточно экологически чистой продукции, содержащей полиизоцианиты и антиадгезивы.
Известен также способ получения плит из растительного сырья. При данном способе получения плит из растительного сырья, в качестве которого используют рисовую солому или сосновые опилки, его измельчают, водяным паром доводят температуру до 157-167оС - для рисовой соломы и до 180-250оС - для опилок и влажность до 10-12%. Полученную массу модифицируют аммиаком в количестве 3% от массы абсолютно сухого волокна и формируют ковер. Затем осуществляют горячее прессование при температуре 170-180оС для рисовой соломы и 200-220оС для опилок и удельном давлении соответственно 70 кгс/см2 и 50 кгс/см2, в течении 2 мин и 1 мин, соответственно.
При осуществлении приведенного способа получения плит из растительного сырья происходит загрязнение окружающей среды при модификации исходного сырья парами воды и аммиаком.
Известен также способ изготовления древесно-волокнистых плит сухого формования, являющийся наиболее близким аналогом. (См. авт. св. N 1516357, кл. B 27 N 3/04, БИ N 39, 23.10.89). Приведенный способ включает обработку растительного сырья паром, затем его измельчают на рафинере, вводят фенолформальдегидную смолу и сушат до влажности 6-8%. После этого осуществляют формование ковра, который после холодной подпрессовки подвергается горячему прессованию при температуре 190оС, давлении 5,5 МПа, в течение 6 мин.
Недостатком известного способа - прототипа является также загрязнение окружающей среды за счет выделения свободного формальдегида в процессе горячего прессования, загрязнение воды от мытья емкостей от связующего, выпуск экологически грязной продукции с присутствием элементов формальдегида. Кроме того, при использовании данного и других способов расходуется ценные породы древесины.
При осуществлении предлагаемого способа изготовления плит из растительного сырья достигается технический результат:
- за счет утилизации отходов хлопчатника обеспечивается ресурсосбережение ценного сырья и расширение арсенала веществ, используемых при производстве плит. Для изготовления плит используются стебли хлопчатника (гузопаи), а не древесина;
- улучшение экологической обстановки обеспечивается за счет использования в производстве отходов-стеблей хлопчатника, которые ранее не использовали, а засоряли сельскохозяйственные поля (землю) выщелачивающимися из стеблей хлопчатника (при гниении) экстрактами. Кроме того, предлагаемый способ осуществляется без применения какого-либо связующего, являющегося одним из основных факторов, оказывающих при производстве плит вредное влияние как на окружающую среду, так и на изготовленную продукцию - плиты. Полученные данным способом плиты являются нетоксичными.
- за счет утилизации отходов хлопчатника обеспечивается ресурсосбережение ценного сырья и расширение арсенала веществ, используемых при производстве плит. Для изготовления плит используются стебли хлопчатника (гузопаи), а не древесина;
- улучшение экологической обстановки обеспечивается за счет использования в производстве отходов-стеблей хлопчатника, которые ранее не использовали, а засоряли сельскохозяйственные поля (землю) выщелачивающимися из стеблей хлопчатника (при гниении) экстрактами. Кроме того, предлагаемый способ осуществляется без применения какого-либо связующего, являющегося одним из основных факторов, оказывающих при производстве плит вредное влияние как на окружающую среду, так и на изготовленную продукцию - плиты. Полученные данным способом плиты являются нетоксичными.
Дополнительным техническим результатом является упрощение технологического процесса и снижение себестоимости плит путем исключения операции введения связующего.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что способ изготовления плит из растительного сырья включает измельчение стеблей хлопчатника, согласно изобретению, с увлажнением до 40-70% от массы абсолютно сухого (а. с. ) сырья. Сушку сырья проводят, в соответствии с изобретением, при температуре 95-105оС до влажности 17-19%. После формирования ковра горячее прессование, согласно изобретению, осуществляют при температуре 150-170оС и давлении 2,5-3,5 МПа. Новизна способа заключается также в том, что не снижая давления плиту резко охлаждают до температуры 120-130оС, причем дальнейшее охлаждение проводят плавно до 25-30оС, после чего начинают плавно без резкого скачка снижать давление. Резкое охлаждение осуществляют в первые 4,5-5 мин со скоростью охлаждения 4-5оС в мин.
Предложенный способ изготовления плит из растительного сырья разработан на изобретательском уровне и не следует явным образом из известного уровня техники. Авторами использован эффект, который является неожиданным, проявляемый в результате применения серии приемов в процессе прессования.
Древесное и растительное сырье (стебли хлопчатника), используемое в технологии, состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз. В зависимости от вида сырья, процентное соотношение этих компонентов различно, но физический смысл процессов, происходящих при прессовании одинаков.
Целлюлоза - природный полимер, относящийся к классу гетероцепных полимеров в гидратированном (увлажненном состоянии) легко образует межмолекулярные связи, для этого необходимо лишь цепи приблизить на расстояние 1-1,5 
. Это достигается на первой стадии прессования, путем поднятия давления (сжатие ковра между нагревательными плитами) до 2,5-3,5 МПа. Одновременно с этим идет подъем температуры до 165оС.
При этом температуре лигнин и аморфные сахара - гемицеллюлозы, содержащиеся в древесном сырье до 15 до 30%, размягчаются.
Лигнин - это природный полимерный продукт, относящийся к классу полифенолов, ярко выраженный термопласт с температурой размягчения 130-160оС.
Адсорбционная влага оказывает пластифицирующее действие на лигнин, т.е. в ее присутствии лигнин начинает переходить в вязко-текучее состояние при температуре около 90оС.
В размягченном состоянии лигнин становится липким и склонным к аутоадгезии. Это обуславливается увеличением площади контакта, а также взаимной диффузией цепей в результате увеличения их подвижности при температуре выше температуры перехода из стеклообразного в вязкотекучее состояние.
Таким образом, мы имеем целлюлозный кристаллический каркас, который при давлении 3,5 МПа и температуре 165оС дает жесткую структуру и влажную аморфную лигнин - гемицеллюлозную матрицу, которая под действием температуры размягчается и переходит в текучее состояние, а затем диффундирует в целлюлозный кристаллический каркас.
Как показали испытания, резкое охлаждение этой системы приводит к увеличению прочности полимерной композиции.
Физика и химия этого процесса достаточно сложны, т.к. каждый из перечисленных компонентов нельзя выразить однозначной химической формулой.
Вместе с тем, с физической точки зрения, происходящие внутренние процессы в ковре в некоторой степени могут быть объяснены. Неожиданный эффект упрочнения структуры плиты проявляется в результате правильно выбранных последовательности операции и технологических режимов увлажнения, сжатия, а также нагревания и охлаждения.
Предложенная технология изготовления плит из растительного сырья не сложна и может быть осуществима промышленным способом.
При этом в гидравлическом прессе используют преимущественно масляный теплоноситель с возможностью закачивания в него в процессе прессования то горячего, то холодного масла.
Возможность осуществления предложенного способа изготовления плит из растительного сырья подтверждается актом испытания опытных плит, полученных в лабораторных условиях по разработанной авторами технологии.
Отличительной особенностью способа изготовления плит из растительных отходов является то, что растительное сырье, измельченное до определенной фракции и геометрии размеров, не сушится, как это принято по традиционной технологии, а наоборот увлажняется до влажности 17-19%. Необходимым условием является то, что бы все без исключения частицы имели одинаковую влажность. Это достигается следующим приемом: сначала сырье увлажняется до избыточной влажности, а затем путем сушки в "кипящем слое" доводится до требуемой влажности.
Затем сформированный из указанных частиц ковер прессуется в горячем гидравлическом прессе.
Необходимая прочность плит при этом достигается особым режимом прессования, приведенным в примерах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
П р и м е р 1. Волокнистые плиты из растительного сырья, а именно хлопковых стеблей, изготавливают следующим образом: Измельченные до определенной фракции древесные или растительные частицы (частицы должны просеваться через сито N 1), увлажняют до влажности 50%, затем сушат в кипящем слое до влажности 17%, формируют на рамке волокнистый ковер и прессуют при температуре 165оС. Цикл прессования следующий:
1 фаза прессования Руд=3,5 МПа
Тнагр.плит=165оС
прессов.=60 с.
1 фаза прессования Руд=3,5 МПа
Тнагр.плит=165оС
прессов.=60 с.
2 фаза прессования Руд=3,5 МПа
Тн.п=120оС
охл.=300 с
3 фаза прессования Руд - плавно
снижается до 0
Тн.п - плавно
снижается до 20оС
=15-20 мин.
Тн.п=120оС
охл.=300 с
3 фаза прессования Руд - плавно
снижается до 0
Тн.п - плавно
снижается до 20оС
=15-20 мин.
Отпрессованные плиты обрезают с 4-х сторон и испытывают по ГОСТ 4598-86.
П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1, при чем древесные частицы увлажняют сначала до 30%, затем сушат до влажности 8%.
П р и м е р 3. Аналогичен примеру 2, но древесные частицы сначала увлажняют до влажности 60%, а затем сушат до влажности 30%.
П р и м е р 4. Аналогичен примеру 1, причем температура прессования плит на 1 фазе составляет 140оС, на 2 и 3 фазе та же, что в примере 1.
П р и м е р 5. Аналогичен примеру 4, но температура прессования плит на 1 фазе составляет 200оС, на 2 фазе - 165оС, 3 фаза - 35 мин.
П р и м е р 6. Аналогичен примеру 1, но давление прессования на 1 фазе составляет 1,4 МПа, на 2 фазе - 1,4 МПа, 3 фаза - плавный сброс давления.
П р и м е р 7. Аналогичен примеру 1, однако время охлаждения на 2 фазе прессования со 165оС до 120оС составляет 600 с.
П р и м е р 8. (прототип). Волокнистые плиты изготовлены из массы, измельченной на рафинаторе, массу обрабатывают паром, затем вводят фенолформальдегидную смолу и сушат до 8% влажности. Отформованный ковер подвергают сначала холодной подпрессовке, затем горячему прессованию при температуре 190оС, давлении 5,5 МПа в течение 6 мин.
Результаты испытаний физико-механических свойств полученных образцов плит представлены в таблице.
Таким образом, изобретение позволяет получить материал с прочностным свойством, превышающим данные прототипа, а по гидрофобным не уступающим прототипу, но без применения связующего, что приводит к снижению токсичности плит и повышению экологической чистоты производства и окружающей среды.
Экологическая чистота полученных образцов плит подтверждена заключением ин-та им. Эрисмана.
Claims (2)
1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, включающий измельчение сырья, его увлажнение, сушку, формирование ковра, горячее прессование и выдерживание в прессе под давлением, отличающийся тем, что увлажнение измельченного сырья производят до 40 - 70% влажности от массы абсолютно сухого сырья, сушку осуществляют при 95 - 105oС до влажности 17 - 19%, а прессование ковра производят при 150 - 170oС и 2,5 - 3,5 МПа, затем резко охлаждают до 120 - 130oС, дальнейшее охлаждение производят плавно до 25 - 30oС, затем плавно снижают давление.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что резкое охлаждение осуществляют за 4,5 - 5 мин со скоростью 4 - 5 град/мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5015926 RU2014217C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ изготовления плит из растительного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5015926 RU2014217C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ изготовления плит из растительного сырья |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014217C1 true RU2014217C1 (ru) | 1994-06-15 |
Family
ID=21591232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5015926 RU2014217C1 (ru) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Способ изготовления плит из растительного сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2014217C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153980C1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-08-10 | Ивасенко Владимир Леонидович | Способ получения плитных материалов из лигноцеллюлозного сырья |
| RU2214329C2 (ru) * | 2001-04-12 | 2003-10-20 | Виктор Григорьевич Матвиенко | Способ изготовления плит |
| RU2481945C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Способ изготовления биокомпозиционного материала |
| RU2524819C2 (ru) * | 2009-02-26 | 2014-08-10 | Кронотек Аг | Древесная плита и способ изготовления древесной плиты |
-
1991
- 1991-12-13 RU SU5015926 patent/RU2014217C1/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153980C1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-08-10 | Ивасенко Владимир Леонидович | Способ получения плитных материалов из лигноцеллюлозного сырья |
| RU2214329C2 (ru) * | 2001-04-12 | 2003-10-20 | Виктор Григорьевич Матвиенко | Способ изготовления плит |
| RU2524819C2 (ru) * | 2009-02-26 | 2014-08-10 | Кронотек Аг | Древесная плита и способ изготовления древесной плиты |
| RU2481945C2 (ru) * | 2011-06-17 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Способ изготовления биокомпозиционного материала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4751034A (en) | Method of molding using dissociated lignocellulosic material and the product so produced | |
| EP0492016A1 (en) | Thermosetting resin material and composite products from lignocellulose | |
| JP2022551326A (ja) | リグノセルロース繊維ベースの複合材料の製造方法及びその方法によって得られる複合材料 | |
| DE2026093A1 (de) | Preßholzplatten-Herstellungsverfahren | |
| CN104290169A (zh) | 一种零甲醛密度纤维板的生产工艺 | |
| WO1995023055A1 (en) | Method of manufacturing fibreboard and fibreboard produced thereby | |
| EP0565109A1 (de) | Verfahren zum Verkleben von Holzfragmenten | |
| US20140238268A1 (en) | Condensed tannin-containing composition to be cured by applying heat/pressure thereto | |
| US4265846A (en) | Method of binding lignocellulosic materials | |
| RU2014217C1 (ru) | Способ изготовления плит из растительного сырья | |
| EP0346559B1 (en) | Method of molding using dissociated lignocellulosic material and the product so produced | |
| JPS6030309A (ja) | リグノセルロ−ス材料から複合製品を製造する方法 | |
| US20010035591A1 (en) | Low diisocyanate content polymeric MDI-containing binders for fiberboard manufacture | |
| EP0873829B1 (en) | Process for preparing cellulosic composites | |
| EP3150345B1 (de) | Holzfaserdämmstoffe mit reduzierter emission an flüchtigen organischen verbindungen (vocs) und verfahren zu deren herstellung | |
| WO2001032375A1 (en) | Acid treatment of non-woody lignocellulosic material | |
| DE4345196C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Formkörpern | |
| RU2404048C2 (ru) | Способ получения плитного композитного материала из лигноцеллюлозного сырья | |
| RU2166521C2 (ru) | Способ получения древесностружечных плит | |
| EP0852174A1 (en) | Process for preparing cellulosic fibrous aggregates | |
| CA1284262C (en) | Method of molding using dissociated lignocellulosic material and the product so produced | |
| DE19949975A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Dämm- und Konstruktionswerkstoffen sowie Formkörpern | |
| CN101618566B (zh) | 一种用香根草为改性剂的增强型脲醛树脂胶复合秸秆板 | |
| RU2041814C1 (ru) | Способ получения древесных плит | |
| KR100196687B1 (ko) | 리그노셀룰로스로부터의 열경화성 수지물질 및 복합 물품 |