Способы формирования и подготовки древесно-стружечных ковров

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
Р. М. Хазиахмедова 
СПОСОБЫ  
ФОРМИРОВАНИЯ И ПОДГОТОВКИ 
ДРЕВЕСНО˗СТРУЖЕЧНЫХ КОВРОВ
Учебно-методическое пособие 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2022 

УДК 674.8(075) 
ББК 37.133я7 
Х15 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
д-р техн. наук Е. Ю. Разумов  
директор по производству ООО «ЭнергоЛесПром» С. В. Буренков 
Работа выполнена в рамках гранта благотворительного фонда Владимира Потанина 
Хазиахмедова Р. М. 
Х15 Способы формирования и подготовки древесно-стружечных ковров : 
учебно-методическое пособие / Р. М. Хазиахмедова; Минобрнауки России, 
Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ
, 2022. – 84 с. 
ISBN 978-5-7882-3287-4 
Содержит краткие характеристики способов формирования и подготовки 
стружечных ковров. Описан процесс дозирования и смешивания древесных частиц со связующим, рассмотрено оборудование для смешивания стружки и связующего, а также главные конвейеры прессования плит; приведены требования 
к качеству сырья. Включает в себя перечень практических работ, которые охватывают основные разделы курса. 
Предназначено для магистрантов направления 18.04.01 «Химическая технология», изучающих дисциплину «Оборудование предприятий производства древесных плит». 
Подготовлено на кафедре химической технологии древесины. 
УДК 674.8(075) 
ББК 37.133я7 
ISBN 978-5-7882-3287-4 
© Хазиахмедова Р. М., 2022 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2022 

СОДЕРЖАНИЕ 
Введение 
.......................................................................................................................................... 4 
1. Дозирование и смешивание древесных частиц со связующим 
........................... 6 
1.1. Требования к качеству сырья. Приготовление и дозирование 
связующего и сыпучего материала 
................................................................................... 6 
1.2. Оборудование для смешивания стружки и связующего 
................................ 
22 
2. Формирование ковра 
........................................................................................................... 
27 
2.1. Главные конвейеры прессования плит 
.................................................................. 
27 
2.2. Формирование ковра при производстве композитных материалов ....... 
41 
3. Экспериментальная часть 
................................................................................................... 
47 
Практическая работа 1. Расчет расхода смолы и отвердителя ........................... 
47 
Практическая работа 2. Формирование стружечного ковра ............................... 
50 
Практическая работа 3. Расчет производительности гидравлического 
пресса при изготовлении древесно-стружечных плит ........................................... 
57 
Практическая работа 4. Расчет производительности гидравлического 
пресса и сушилки при производстве древесно-волокнистых плит 
мокрым способом .................................................................................................................. 
65 
Практическая работа 5. Расчет производительности камер 
термообработки и увлажнения ........................................................................................ 
74 
Заключение 
................................................................................................................................... 
81 
Литература .................................................................................................................................... 
82 

В В Е Д Е Н И Е
Развитие деревообрабатывающей промышленности характеризуется постоянным ростом дефицита сырья для производства пиломатериалов и клееной фанеры. В то же время наблюдается увеличение потребительского спроса на материалы, используемые при производстве 
мебели и в строительстве. Это приводит к быстрому росту производства древесных плит. 
Древесно-стружечные плиты (ДСП) – это композиционный материал, который изготавливается методом горячего прессования. Основными компонентами ДСП являются древесные частицы (стружка) 
и термореактивное связующее вещество. По международной классификации лесоматериалов ДСП, наряду с ДВП, МДФ и фанерой, относятся к листовым древесным материалам. В отечественной технической литературе они определяются как древесно-плитные материалы. 
По данным Европейской федерации производителей древесных 
плит (EPF), в структуре деревообрабатывающей промышленности основная доля в стоимостном выражении принадлежит мебели (примерно 50 %), далее следуют строительные материалы, в том числе паркет, затем – пиломатериалы и заготовки. Четвертое место занимают древесные плиты, на долю которых приходится 9–10 % общей стоимости 
продукции, среди них доминируют ДСП. 
В России на 46 производственных линиях ДСП производится 
больше, чем других древесно-плитных материалов, включая ДВП, фанеру и плиты из многослойного шпона (ЛВЛ). Общий объем производства ДСП составляет около 7 млн м³. Согласно прогнозам, в 2020 г. их 
производство увеличится до 10–11 млн м³. 
Свойства ДСП зависят от используемого древесного сырья, вида 
связующего, наличия специальных добавок, технологического режима 
изготовления плит и других факторов. 
Особое место данной дисциплины в профессиональной подготовке обусловлено ее включением в структуру учебного плана, в цикл 
профессиональных дисциплин. Изучение данного курса тесно связано 
с такими дисциплинами, как «Технология производства древесных 
плит», «Экологические аспекты технологии композиционных материалов», «Древесиноведение». 
4 

Данное учебное пособие освещает следующие вопросы: 
– характеристики способов формирования и подготовки стружечных ковров, требования к их качеству; 
– сырье и материалы, применяемые при производстве древесных
плит; 
– производство 
древесно-стружечных, 
цементно-стружечных,
древесно-волокнистых плит, арболита, а также производство специальных видов плит. 
Отличительной чертой данного курса является то, что в нем излагаются теоретические выводы, их практическое применение, отдельные 
выводы опираются на экспериментальные исследования. В ходе изучения данного курса студент слушает лекции, посещает лабораторные 
и практические работы. Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе, в процессе которой студент более глубоко изучает свойства древесных плит и их практическое применение. 

. Д О З И Р О В А Н И Е  И  С М Е Ш И В А Н И Е  Д Р Е В Е С Н Ы Х
Ч А СТ И Ц  С О  С В Я З У Ю Щ И М  
1.1. Требования к качеству сырья. Приготовление 
и дозирование связующего и сыпучего материала
Древесина используется в различных областях уже тысячи лет 
и остается одним из самых универсальных и широко применяемых сырьевых материалов в мире. Клетки древесины формируются через живой камбиальный слой путем деления клеток, используя энергию, полученную из продуктов фотосинтеза. После деления камбия каждая последующая клетка подвергается увеличению и утолщению стенок под 
воздействием как внутренних, так и внешних факторов, образуя в итоге 
то, что обычно называют древесиной. 
Большое разнообразие пород, используемых для промышленной 
переработки по всему миру, и присущие им биологические различия 
в общих анатомических, физических и механических свойствах древесины (в основном плотность древесины) делают ее очень востребованной в качестве источника биомассы для широкого спектра продуктов. 
Однако материалы, полученные из разных пород и частей деревьев 
в качестве источника сырья, могут иметь радикально разные физические характеристики и поведение из-за различий в количестве типов 
клеток и посторонних компонентов (экстрактивных веществ). 
Одной из уникальных особенностей древесины является ее изменчивость, обусловленная клеточной природой и распределением типов 
тканей внутри отдельных стволов. Отсутствие однородности, вызванное биологическими особенностями роста и непредсказуемой реакцией древесины, является одной из самых серьезных проблем, с которыми сталкиваются пользователи древесины во всех отраслях деревообрабатывающей промышленности. 
Свойства древесины в основном стволе дерева различаются как 
в радиальном (т. е. по мере удаления от сердцевины), так и в продольном 
направлениях. Хвойные породы деревьев, в частности, имеют характерную зону вокруг сердцевины, которая имеет заметно отличающиеся 
6 

свойства по сравнению с древесиной, сформировавшейся позже. Такую 
древесину обычно называют ювенильной или ядровой древесиной и часто определяют как древесину, которая встречается в первых 10–12 кольцах, прилегающих к сердцевине. Она, как правило, считается менее желательной для различных видов использования, особенно там, где требуются жесткость, прочность и стабильность. Например, плотность 
и прочность на изгиб молодой древесины обычно на 10–20 и 30–50 % 
ниже, соответственно, чем у зрелой древесины. 
После того как деревья заготовлены и начинается цикл использования, в древесине происходят фундаментальные изменения, связанные со строением самого дерева и состоянием влажности. Будучи анизотропным материалом, древесина демонстрирует дифференциальную 
усадку по трем осям при изменении содержания влаги. Продольная 
усадка (наиболее важная), наряду со спиральной зернистостью, является основной причиной скручивания изделий из цельной древесины. 
Общие виды деформаций в изделиях из древесины зависят от уровней 
спиральной зернистости, значений усадки по размерам, относящихся 
к соответствующим породам. 
Некоторые виды деревьев (например, эвкалипт) также имеют высокие уровни растительных напряжений, что может привести к деформации и, возможно, раскалыванию изделий из твердой древесины. Большинство из этих проблем могут усугубляться из-за плохой обработки 
древесины и уменьшаться благодаря правильному выбору материала 
и, в частности, распиловке и сушке изделий из твердой древесины. 
Кора также является потенциальным ресурсом для изготовления 
композитных изделий, поскольку ее обычно удаляют перед первичной 
обработкой. Кора часто содержит гораздо более короткие клетки 
и больше посторонних химических веществ, чем древесина, и, следовательно, имеет больший потенциал для возникновения проблем в целлюлозно-бумажных изделиях. 
Выход целлюлозы из коры хвойных пород колеблется от 20 до 
30 %, а длина волокон делает их непригодными для производства бумаги. В лиственных породах выход целлюлозы составляет 30–40 %, 
а 5–20 % волокон сопоставимы с древесными волокнами по качеству 
для производства бумаги. Кроме того, кора может использоваться для 
производства композитных плит, таких как древесно-стружечная плита, 
в качестве наполнителя в других биокомпозитах, а также как источник 
экстрактивных веществ. 
7 

Рис. 1.1. Распространенные виды деформации пиломатериалов 
Требования к качеству сырья. Коммерческие деревообрабатывающие предприятия обычно имеют рекомендации по приему исходного сырья в соответствии с конкретными сегментами рынка 
(табл. 1.1). Критерии обычно включают такие факторы, как диаметр, 
длина и форма бревна, которые соответствуют оборудованию для первичной обработки, а также критерии качества древесины, такие как базовая плотность, жесткость и видимые дефекты (трещины, сжатие древесины и особенности смолы). По этим причинам бревна из разных 
насаждений и из разных частей деревьев отправляются в различные потоки обработки. 
Бревна, срезанные с нижней части ствола, могут перерабатываться в пиломатериалы или лущиться для получения листов шпона, 
которые могут использоваться для производства такого продукта, как 
фанера. Бревна из верхней части ствола, которые меньше в диаметре 
и часто имеют более крупные ветви и более молодую древесину, 
обычно измельчаются, раскалываются или расслаиваются и используются для производства таких продуктов, как бумага, МДФ, OSB или 
ДСтП. Остатки от лесопиления и лущения могут использоваться в качестве сырья для производства других продуктов или для производства 
на местах тепла и электроэнергии. Однако постоянное стремление 
8 

к повышению эффективности и рекуперации на лесопильных и фанерных заводах означает, что по мере увеличения конверсии в полезные 
продукты остается все меньше ресурсов для других областей последующего применения. 
Таблица 1.1 
Критерии исходного сырья 
Конечный продукт 
Общие требоваПредпочтительное сырье 
ния к сырью 
Конструкционные изделия из цельной 
древесины, включая 
клееный брус 
Хорошая прочность, жесткость 
и стабильность; 
небольшие сучья 
Зрелая древесина, более 
низкие сорта могут быть 
использованы в центральных слоях композитных материалах 
Большие круглые 
бревна 
Фанера и структурные композиты (шпоновые балки и др.) 
Зрелая древесина для инженерных изделий. Древесина низких сортов 
может быть размещена 
во внутренних слоях 
Свойства материала не критичны 
Отходы лесопиления 
и щепа 
Древесно-волокнистые и древесностружечные плиты 
(МДФ, OSB и т. д.) 
Химическая целлюлоза 
Наноцеллюлоза 
Свойства материала не критичны 
Бревна могут подвергаться ротационному лущению или строганию для получения тонких листов (слоев), которые могут быть склеены 
между собой для создания такого продукта, как фанера. Многие породы 
как твердой, так и мягкой древесины способны давать шпон приемлемого качества. Ключевыми требованиями к производству шпона являются средняя плотность, простота отслаивания и сушки, хорошая способность к склеиванию, а также физические и внешние свойства листа, 
которые отражают структуру внутренних характеристик бревна (плотность, усадка и сучья). 
Бревна для производства шпона обычно отбираются на основе 
диаметра, прямолинейности и округлости, поскольку они влияют на 
эффективность переработки и качество листов шпона. Из быстро9