Моделирование процессов получения древесноволокнистых полуфабрикатов в целях расширения сырьевой базы лесопромышленных предприятий
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-5-176-183Ключевые слова:
фибрилляция, степень помола, щепа, волокно, порубочные остатки, математическая модель, размолАннотация
В настоящее время материалы из древесноволокнистых полуфабрикатов нашли широкое применение в домостроении в качестве конструкционных, отделочных и изоляционных. Как показал анализ результатов многочисленных исследований, сырьем для их производства служит технологическая щепа из отходов деревообработки, которая подвергается гидротермической обработке и дальнейшему размолу в дисковых ножевых размалывающих машинах в две ступени. Значительная энергоемкость процесса производства древесного волокна обусловлена не только использованием 2-ступенчатого размола, но и преодолением гидродинамического сопротивления водной среды, где осуществляется размол. В ходе решения задачи расширения сырьевой базы для производства древесноволокнистого полуфабриката и снижения энергоемкости процесса размола был исследован размол щепы из порубочных остатков в аэродинамической среде на модернизированной планко-крестовой мельнице. Проанализированы особенности этого процесса и дана оценка его эффективности. Установлено влияние продолжительности выдержки щепы из порубочных остатков в растворе уксусной кислоты, величины рабочего зазора и угла наклона передней грани ножа на степень помола и фракционный показатель качества помола древесной массы. Получены статистическо-математические уравнения, описывающие исследуемый процесс, и построены графические зависимости, для которых выполняется следующее основное требование: экспериментальные точки в совокупности должны располагаться достаточно близко к кривым. Данные уравнения позволяют прогнозировать качество древесноволокнистой массы в зависимости от установленных режимов процесса размола, а также при известных значениях технологических и конструктивных параметров размалывающей установки определять ее показатели. Подтверждена эффективность процесса получения древесноволокнистого полуфабриката в аэродинамической среде из щепы, произведенной в результате переработки порубочных остатков (ветви, ветки и сучья) в мобильной рубительной машине.
Для цитирования: Зырянов М.А., Медведев С.О. Моделирование процессов получения древесноволокнистых полуфабрикатов в целях расширения сырьевой базы лесопромышленных предприятий // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 176–183. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-176-183
Финансирование: Исследование выполнено при поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых – кандидатов наук МК-1902.2019.6; проект «Разработка и внедрение эффективной технологии комплексной переработки лесосечных отходов» проведен при поддержке Красноярского краевого фонда науки.
Скачивания
Библиографические ссылки
Безруких Ю.А., Медведев С.О., Алашкевич Ю.Д., Мохирев А.П. Рациональное природопользование в условиях устойчивого развития экономики промышленных предприятий лесного комплекса // Экономика и предпринимательство. 2014. № 12-2. С. 994–996. [Bezrukikh Yu.A., Medvedev S.O., Alashkevich Yu.D., Mokhirev A.P. Environmental Management in the Conditions for Sustainable Economic Development Industrial Forestry Complex Enterprises. Ekonomika i predprinimatel’stvo [Journal of Economy and entrepreneurship], 2014, no. 12-2, pp. 994–996].
Гончаров В.Н. Теоретические основы размола волокнистых материалов в ножевых машинах: дис … д-ра техн. наук. Л., 1990. 375 c. [Goncharov V.N. Theoretical Framework of Refining Fibrous Materials in Knife Machines: Dr. Eng. Sci. Diss. Leningrad, 1990. 375 p.].
Зырянов М.А., Дресвянкин И.А., Рубинская А.В. Экспериментальнотеоретическое обоснование физико-химических превращений древесной биомассы в технологии производства древесноволокнистых плит // Инж. вестн. Дона. 2016. № 4. Ст. № 158. [Zyryanov M.A., Dresvyankin I.A., Rubinskaya A.V. Experimental and Theoretical Study of Physical and Chemical Transformations of Woody Biomass in the Production Technology of Fibreboard. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Journal of Don], 2016, no. 4, art. 158].
Зырянов М.А., Чистова Н.Г., Лазарева Л.И. Совершенствование работы размольного участка производства древесноволокнистых плит мокрым способом // Химия растит. сырья. 2011. № 3. С. 193–196. [Zyryanov M.A., Chistova N.G., Lazareva L.I. Improving the Work of the Grinding Section of the Fiberboard Production by the Wet Method. Khimija rastitel’nogo syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2011, no. 3, pp. 193–196].
Зырянов М.А., Чистова Н.Г., Швецов В.А., Зарипов З.З. Переработка древесных отходов в производстве древесноволокнистых плит // Вестн. КрасГАУ. 2010. № 4. С. 288–291. [Zyryanov M.A., Chistova N.G., Shvetsov V.A., Zaripov Z.Z. Wood Waste Processing for the Wood-Fiber Panels Production. Vesnik KrasGAU [The Bulletin of KrasGAU], 2011, no. 4, pp. 288–291].
Коротаев Э.И., Симонов В.И. Производство строительных материалов из древесных отходов. М.: Лесн. пром-сть, 1972. 144 с. [Korotayev E.I., Simonov V.I. Production of Construction Materials from Wood Waste. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1972. 144 p.].
Мохирев А.П., Аксенов Н.В., Шеверев О.В. О рациональном природопользовании и эксплуатации ресурсов в Красноярском крае // Инж. вестн. Дона. 2014. № 4-1. Ст. № 20. [Mokhirev A.P., Aksenov N.V., Sheverev O.V. On the Rational Management and Exploitation of Resources in the Krasnoyarsk Region. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Journal of Don], 2014, no. 4-1, art. 20].
Никишов В.Д. Комплексное использование древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 261 с. [Nikishov V.D. Integrated Wood Utilization. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1985. 261 p.].
Чистова Н.Г., Петрушева Н.А., Алашкевич Ю.Д., Трофимук В.Н. Оптимизация процесса размола в производстве древесноволокнистых плит мокрым способом // Фундаментальные исследования. 2006. № 11. С. 38–40. [Chistova N.G., Petrusheva N.A., Alashkevich U.D., Trofimuk V.N. Optimization of Rifining Process in Wethardboard Production. Fundamental’nyye issledovaniya [Fundamental research], 2006, no. 11, pp. 38–40].
Bens O., Hüttl R.F. Energetic Utilisation of Wood as Biochemical Energy Carrier – A Contribution to the Utilisation of Waste Energy and Landuse. International Journal of Thermal Sciences, 2001, vol. 40, iss. 4, pp. 344–351. DOI: 10.1016/S1290-0729(00)01220-5
Chornyy O. Influence of the Bretton Woods Institutions on Economic Growth: Literature Survey for Transitional Economic Systems. Economics & Sociology, 2011, vol. 4, no. 2, pp. 32–41. DOI: 10.14254/2071-789X.2011/4-2/4
Fergusоn W. Why Wood Pulp is the World’s New Wonder Material. New Scientist, 2012, iss. 2878. 24 p.
Forests and Forestry in Sweden. Stockholm, KSLA, 2015. 24 p. Available at: https://www.skogsstyrelsen.se/globalassets/in-english/forests-and-forestry-in-sweden2015.pdf (accessed 22.06.19).
Goldstein J. Finding New Markets for Local Waste Wood. BioCycle, 2002, vol. 43, no. 12, pp. 30.
Hellen E. Beyond Paper and Board – Leap in Resource-Efficiency with Nanocellulose and New Forming Techniques. Forestcluster Ltd’s Annual Seminar. Helsinki, 2011. 25 p.
Mokhirev A.P., Pozdnyakova M.O., Medvedev S.O., Mammatov V.O. Assessment of Availability of Wood Resources Using Geographic Information and Analytical Systems (the Krasnoyarsk Territory as a Case Study). Journal of Applied Engineering Science, 2018, vol. 16, iss. 3, pp. 313–319. DOI: 10.5937/jaes16-16908
Shi S.Q., Gardner D., Pendleton D., Hoffard T. Timber Production from Reclaimed Creosote-Treated Wood Pilings: Economic Analysis and Quality Evaluation. Forest Products Journal, 2001, vol. 51, no. 11-12, pp. 45–50.
Wood Waste Reduction. Pollution Prevention Institute. Topeka, Kansas State University, 2006. 12 p.
Zozulya V.V., Sakhanov V.V., Medvedev S.O., Bezrukih Y.A., Romanchenko O.V. The Features of Industrial Modernization Management in Forest Complex. Proceedings of the 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management (SGEM 17), Albena, Bulgaria, June 29 – July 5, 2017. Albena, SGEM, 2017, pp. 927–934.
Zozulya V.V., Romanchenko O.V., Zuykov A.V., Sergeeva A.Yu., Medvedev S.O., Zozulya I.V. Financial Stimulation of Forest Resources Deep Processing. Journal of Advanced Research in Law and Economics, 2017, vol. 8, no. 1, pp. 312–318.
