Использование древесных отходов деревообрабатывающих производств. Часть 1.

Физико-механические свойства отходов
Физико-механические свойства кусковых отходов, за исключением насыпного веса, мало отличаются от свойств цельной древесины. Основное отличие любого сыпучего материала от сплошного заключается в дискретности его частиц (опилки, струкжка, пылинка). В связи с этим необходимо рассматривать физико-механические свойства отдельных частиц и свойства всей массы сыпучего материала.

Насыпная масса, коэффициент полнодревесности и учет отходов.
Древесные отходы, накапливаясь в одном месте без принудительного уплотнения, образует насыпь (кучу) и занимают объем больший, чем они занимали в цельной древесине до обработки последней, а вес единицы объема такой насыпи уменьшается за счет разрыхления, т.е. уменьшения полнодревесности. Отсюда возникают понятия и термины: "насыпная масса", "складочная масса" и "коэффициент полнодревесности".

Отношение складочной массы к плотной массе в 1 м³ древесины одинаковой влажности называется коэффициентом заполнения или коэффициентом полнодревесности: K_v = G / Y, где G - насыпная масса отходов, кг/м³; Y - объемная масса плотной древесины,кг/м³.

В приведенных ниже таблицах приведены коэффициенты полнодревесности кусковых отходов и насыпная масса и коэффициенты полнодревесности сыпучих отходов.

Коэффициенты полнодревесности кусковых отходов

Влажность древесных отходов
Влага в древесине влияет на физико-механические свойства древесины в любом ее виде. Это обстоятельство получает свое выражение и при использовании древесных отходов. Уже при влажности выше 14-16% вода играет роль смазки при том или ином механическом воздействии, особенно при дроблении и измельчении, когда куски или частицы получаются относительно крупными. Кроме того, при повышенной влажности затрудняется проникновение в древесину вводимых в нее связующих или других ингредиентов.
При сверхнизкой влажности, ниже 4-5%, вода образует в древесине тонкие пленки ничтожно малой толщины - слой воды, прилегающий к твердой стенке и имеющий толщину 0,075 мм, находится в особом состоянии и приближается по свойствам к твердому телу. В этом состоянии древесина становится хрупкой, легко разрушается и измельчается. Но в то же время древесина в таком состоянии быстро поглощает не только влагу, но и вводимые растворимые ингредиенты.
По указанным причинам влажность сыпучих отходов, применяемых в производстве композиционных материалов, доводится до некоторого среднего значения, около 9-10%.

Гигроскопичность
Гигроскопичностью древесины называется ее способность поглощать (сорбировать) пары воды; выражается она не только влагопоглощением, но и набуханием, которые являются показателями одного и того же сорбционного процесса. Поверхностно-активные свойства древесины повышаются по мере ее измельчения. Если цельная древесина увеличивает свою влажность на 25% за двое суток, то измельченная, т.е. сыпучая древесина, повышает свою влажность на 28% за одни сутки. Наиболее интенсивно древесина поглощает влагу в интервале от 0 до 12%, и различие в поглощении влаги цельной древесиной и измельченной продолжает быть заметным до влажности 16-17%. Однако уже в интервале влажности от 18 до 26% динамика поглощения влаги оказывается одинаковой для цельной и для измельченной древесины.
Таким образом, сорбирующие свойства древесных отходов зависят от их структуры, крупности, а также их начальной влажности.

Эквивалентный диаметр частиц
При различных операциях с сыпучими отходами приходится рассчитывать те или иные технические процессы, например сушку, пневматическое транспортирование и др. В этих случаях большую роль играет размер частицы. Для удобства и упрощения расчетов форму частиц сыпучих материалов принимают за шар.
В действительности частицы сыпучей древесины отличаются по форме от шара. Поэтому вводят понятие об эквивалентном диаметре, т.е. о линейном размере частицы, эквивалентном диаметру соответствующего шара.
Эквивалентный диаметр частицы определяют при помощи ситового анализа из соотношения (1), где d_i - средний диаметр отверстия сит; k - число исходных фракций в слое по рассеву; x_i - массовая доля фракции; d_i определяется по формуле (2), где d₁ и d₂ определяют соответственно по размерам отверстий проходного и непроходного сит.
Если размеры частиц уже определены экспериментально и она резко отличается по форме от шара, эквивалентный диаметр частицы можно определить по формуле (3), где - коэффициент или фактор формы; d_ш - диаметр шара, объем которого эквивалентен объему данной частицы.
Если объем данной частицы равен V_ч, то при V_ш=V_ч диаметр шара равен (4).
Для шарообразных частиц =1, округлых =0,75, угловатых =0,66, продолговатых =0,58, пластинчатых =0,43.

Продолжение в следующей части статьи о парусности частиц сыпучих отходов и скорости витания, о пирофорных и шлифующих свойствах, о хранении и транспортировке отходов, о использовании кусковых отходов в продукции столярно-механических производств, о первичной переработки отходов, об использовании щепы и сыпучих отходов в специальных производствах, об эффективности использования древесных отходов.
Часть 2. http://www.woodbusiness.ru/newsdetail.php?uid=1585&date=200704
Часть 3. http://www.woodbusiness.ru/newsdetail.php?uid=1592&date=200704

ЗАО "Крона"

При перепечатке ссылка на www.woodbusiness.ru обязательна!

Целесообразно для кусковых отходов применять термин складочная масса, а в отношении сыпучих - насыпная масса. Усадка бунтов за 4-5 месяцев хранения составляет 10% для крупной щепы и 20% - для мелкой щепы и стружки. Известны два метода учета щепы: по объему (ГОСТ 15815) и по весу (методика ЦНИИМОД).

Объемный обмер щепы не лишен погрешностей, а коэффициенты, определяющие количество плотной древесины в 1 м³ насыпной щепы, лишь приближенно отражают фактический объем плотной древесины во всей партии. При этом способе в каждом отдельном случае невозможно учесть влажность, фракционный состав щепы, величину ее уплотнения, продолжительность и условия транспортировки и т. д.

При обмере по массе фактическое количество плотной древесины в партии щепы (чистый вес щепы) определяется разницей в весе транспортных средств до и после разгрузки с учетом породы и влажности древесины.

Для определения средней влажности щепы берут три пробы с каждой партии после разгрузки.

Объем кондиционной щепы определяется по методике, предложенной ЦНИИМОД. Количество поступившей щепы суммируется за календарный период (сутки, смена и т.п.) по каждому поставщику отдельно. Объем щепы в плотной массе определяется по формуле: V_пл = G / Yw м³, где V_пл - объем щепы в плотной массе, поступившей за какое-то время (сутки и т.п.) от данного поставщика, м³; G - масса щепы, поступившей за тот же период о данного поставщика, т; Yw - объемная масса древесины среднесуточной влажности, т/м³. Ниже в таблице приведена объемная масса древесины разной влажности и разных пород.

Объемная масса древесины в зависимости от породы и влажности