Обоснование способа сплошной пропитки и уплотнения при производстве торцовой шашки из низкосортной древесины тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат технических наук Сугаипов, Узум-Хаджи Усманович

• Сугаипов, Узум-Хаджи Усманович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сугаипов, Узум-Хаджи Усманович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Ресурсы отходов лесозаготовок и направление переработки

1.2. Анализ способов переработки низкокачественной древесины

1.3. Анализ отечественной и зарубежной литературы по способам обезвоживания и пропитки древесины

1.4. ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБЕЗВОЖИВАНИЮ

И ПРОПИТКЕ ПАРКЕТНОЙ ЗАГОТОВКИ

2.1. Факторы, определяющие процессы обезвоживания древесины

2.2. Закономерности электрокинетического обезвоживания и пропитки древесины

2.3. Физико-химические основы процессов биполярного обезвоживания

2.4. Математическая модель электроосмоса в древесине.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 62 3.1. Описание существующих экспериментальных установок для исследования процессов | 3.2. Разработка новых экспериментальных установок 3.3. Разработка методики экспериментальных исследований

3.4. Апробация методики экспериментальных исследований

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Установления напряженности тока.

4.2 Методика расчёта однополярной электроосмотической пропитки

4.3 Экспериментальное исследования биполярного электроосмоса 80 4.4. Методика расчёта биполярной электроосмотической пропитки 89 Выводы

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХ11ИКО-Э КОЛ ОМ И Ч ЕСКИ Е

ПОКАЗАТЕЛИ ВИЕДРЕЖШ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ТОРЦОВОГО ПАРКЕ IА ИЗ ОТХОДОВ ЛЕСОЗАГОТОВОК

5.1 Технологическая схема процесса

5.1.1 Первичный раскрой сырья из заготовок кратной длины

5.1.2 Изготовление цилиндрических заготовок

5.1.3 Технологический процесс электроосмотнческой нронитки цилиндрических заготовок

5.1.4 Формование и термообработка горновых шашек

5.2 Методика расчёта режимов производства горновой шашки

5.3.Разрабогка бизнес плана для организации производства

5.3.1. Идеология бизнеса

5.3.2. Характеристика товара

5.3.3. Рынок сбыта 109 5.3.4.0сноннме конкуренты, анализ конкурентоспособности проекта

5.3.5. Установка для формования торцовой шашки из сырой древесины

5.3.6. Риск проекта

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование способа сплошной пропитки и уплотнения при производстве торцовой шашки из низкосортной древесины»

Актуальность темы.

В процессе лесозаготовительной деятельности предприятий неизбежно образуются отходы лесозаготовок и лесоводства. Эти отходы являются дополнительным вторичным сырьем для переработки их на товары народного потребления. Кроме того, значительные объемы мягколиственной древесины не используются для переработки.

В современных экономических условиях одним из основных направлений совершенствования лесозаготовительного и лесообрабатывающего процесса должно стать комплексное использование биомассы дерева, чтобы каждый заготовленный объем ее был переработан на полезную продукцию.

Однако отсутствие необходимых технологий и оборудования для организации производства в условиях лесозаготовительных предприятий, а также высокая доля транспортных расходов в производстве сдерживают решение этой задачи.

Для решения возникающих проблем целесообразно на базе нижних складов лесообрабатывающих производств организовывать экологически чистые производства товаров народного потребления из отходов производства и низкосортной древесины хвойных и лиственных пород.

Тема диссертации направлена на решение указанных проблем и является актуальной.

Цель работы.

Целью работы является совершенствование технологического процесса лесообрабатывающих производств низкосортной древесины и отходов лесозаготовок путем обоснованного применения способов сплошной пропитки (окрашивания) и уплотнения при производстве торцовой шашки.

Научная новизна.

Научной новизной обладают: математическая модель процесса электрокинетической пропитки (окрашивания) при производстве торцовой шашки из низкосортной и лиственной древесины; установленные закономерности и уравнения связи между факторами определяющими процесс подпитки электродов, обуславливающих течение жидкости для стабилизации процесса; использования способа однополярного и биполярного истечения жидкости для целей сплошной пропитки; методика расчета параметров процесса сплошной пропитки; способ формования профильных изделий из древесины и устройство для его осуществления, на который получен патент.

Значимость для науки и техники.

Математическая модель и установленные закономерности процесса сплошной пропитки, а также способ уплотнения древесины расширяют и углубляют представления о процессах обработки древесины и вносят определенный вклад в науку о лесе.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты исследований позволяют широко использовать отходы лесозаготовок и мягко-лиственную древесину для получения материала с заданной плотностью и цветом.

Этот высококачественный материал может найти широкое применение в народном хозяйстве, как у нас, так и за рубежом.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», Сугаипов, Узум-Хаджи Усманович

7. Результаты исследования позволили разработать методику расчета одно-полярной и биполярной пропитки.

8. Установлено, что в случае подпитки процесса биполярного истечения путем установки бандажа в область изоэлектрической точки (ИЭТ) происходит биполярная пропитка. При этом истечение жидкости, увлекаемой ионами, происходит на оба электрода.

9. Разработаны режимы однополярной и биполярной электрокинетической пропитки; время пропитки, напряженность электрического поля, плотность тока, продолжительность токопрохождения.

10.Экспериментальные исследования показали, что разработанная математическая модель адекватно отражает основной характер электроосмогиче-ской пропитки.

11.Разработана технология уплотнения пропитанной древесины.

Совершенствованный технологический процесс пропитки (окрашивания) и формования низкосортной древесины может найти практическое применение в деревообрабатывающей промышленности. На его основе могут быть разработаны новые прогрессивные технологические процессы.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлены условия возникновения однополярной и биполярной электроосмотической пропитки (окрашивания) капиллярно-порового пространства древесины, предложен механизм этого явления и установлены его основные закономерности.

Установленные закономерности позволяют в каждом конкретном случае применения электроосмоса для пропитки древесины, определить исходные технические параметры для проектирования необходимого оборудования.

6. ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Выполненные теоретические разработки и экспериментальные проверки пропитки, уплотнения древесины позволили получить следующие результаты.

1. Математическую модель, позволяющую установить закономерности од-нополярной и биполярной пропитки.

2. Характер пропитки порового пространства древесины при наложении постоянного электрического поля в существенной степени определяется выбором металла электрода, применяемого в качестве анода.

3. При применении ряда материалов в качестве анода (титан, олово, алюминий, свинец) т. е., маталлов Ш-1У группы таблицы И.Д.Менделеева имеет место биполярное истечение.

4. При применении в качестве анода меди, а в качестве катода, например олово, отмечается однополярное истечение.

5. В случае подпитки анода, влажность древесины по длине образца становится практически постоянной, а истечения через катод свидетельствует о сквозной пропитке материала древесины.

6. Величина силы тока от времени практически не изменяется и процесс стабилизируется, при этом пропитка происходит практически с постоянной скоростью, равной 8*Ш 6м/с.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сугаипов, Узум-Хаджи Усманович, 2000 год

1. Никинов В.Д. Комплексное использование древесины. М. Лесная промышленность, 1985, 264 с.

2. Комплексное использование древесины при рубках ухода М, Лесная промышленность 1976, 88 с.

3. Матвейко А.П. и др. Пути и эффективность использования древес-но-кустарниковой растительности, свозимой на объектах мелиорации. Минск, БелНИИНТИ, 1978, 66 с.

4. Коробов В.В. Рушнов Н.П. Переработка низкокачественного сырья. Проблемы безотходной технологии. М., Экология, 1991.

5. Ельков В.В. Рациональное использование мелкотоварной древесины для производства втулок и паркета. В кн.: Рациональное и комплексное использование древесины в деревообрабатывающей промышленности, Миск, 1974.

6. Зудина М.В. Использование мягколиственной древесины в паркетном производстве. Реферативная информация. «Экономика и управление», N0 7, 1978.

7. Исследование методов получения и внедрения в производство реечного и щитового паркета из уплотненной древесины мягких лиственных пород.

8. Отчет по НИР ЛТА им. С.М. Кирова. Тема No государственной регистрации 71013867, Л., 1968.

9. Исследование применения малоценных пород древесины для производства паркета. Отчет по НИР ЛТА им. С.М. Кирова. Тема No 1550, No государственной регистрации 66042 598, Л., 1967.

10. Кожевников И.П. Направление использования лиственной древесины в производстве паркетных изделий. «Механическая обработка древесины», No 9, 1979.

11. Разработка технологии производства изделий из древесины мягких лиственных пород со свойствами ценных пород дерева, Тема No 22 (постановление Госкомитета по науке и технике No 226 от 11. 07. 1968), ЛТА, 1968.

12. Цотадзе Г.Л. Производство фрезы из тонкомерного ольхового сырья. Республиканский межвузовский сборник, «Механическая обработка древесины», БТИ, Минск, No 15, 1985.

13. Чантурия Г.Н. Применение тонкомерной ольхи для производства ольхи. «Деревообрабатывающая промышленность», N0 2, 1985.

14. Шамаев В.А. Модификация древесины. Экология, М., 1991.

15. Информация. Полы из деревянных шашек применяемые в строительстве. Нормы ФРГ. BaunmitHolz, No 1, 1974.

16. Информация. Торцовые деревянные полы (ФРГ) Baumeister, No 3,1975.

17. Информация. Полы из деревянных торцовых шашек (ФРГ). Zentrab-latt für industrielan, No 3, 1975.

18. Применение торцового паркета в ВНР. Реферативнаяинформация. «Механическая обработка древесины», No 9, 1987.

19. Винник Н.В. Технология изделий из древесины, основы технологии уплотнения древесины, ЛТА им. С.М. Кирова, Л., 1974.

20. Калиныш А.И. и др. Пластификация древесины с предварительной обработкой аммиаком. «Деревообрабатывающей промышленность», No 5, 1964.

21. Корыстин JI.H. и др. Производство деталей из прессованной древесины в боровичском леспромхозе. ЦБТИ бумажной и деревообрабатывающей промышленности, М., 1966.

22. Мовнин М.С. Винник Н.И., Смоляков А.И. Влияние влажности, плотности и нагрузки на касательные напряжения при трении прессованной древесины по металлу. Лесной журнал, No 3, 1971.

23. Нысенко П.Г., Генель С.В. Пластификация цельной древесины, МЛ., Гослесбумиздат, 1958.

24. Хухрянский П.Н. Прессование древесины, Лесная промышленность, М., 1964.

25. Ващев Н.В. Технология изделий из древесины, Основы технологии уплотнения древесины , ЛТА им. С.М. Кирова, Л., 1974.

26. Model К Vorrichtung zur mecanischen Härtung von Holzwalzen für Makdeln und Kalander. Deutsches Reich Patentschrift, No 64289, 8. 09. 1892.

27. Auspitzer A.J. Verfahren zur Veredelung von Holz. Deutsches Reich Patentschrift, No 441504, 3. 03. 1927.

28. Egner K. Ans den heutigenu Emeuntmesseu, uher Holz vergutung. Chem Zeitung No 69, 1936.

29. Egner K. Neuche Emeuntmesseu, uher die vergutung der Hol-zeigeuschafteu Mittel de Fachanschusses für Holz ragen. Chem zeitung No 18, 1937.

30. Galtier J. Procede de traitement, par mecanigue de bois, har exemple, par laminage. Revue du bois et de ses Applicftions, Volume V., No 1, 1950.

31. Хухрянский П.Н. и др. Контурное прессование древесины методом удара. Реферативная информация «Мебель и деревообработка», No 25, 1965.

32. Хухрянский П.Н. Контурное прессование древесины методом удара. «Лесоэксплуатация и лесное хозяйство» No 31, 1965.

33. Огарков Б.И., Кривельский В.Н. Способ прессования заготовок древесины круглой формы с большой начальной влажностью. «Деревообрабатывающая промышленность», No 2, 1962.

34. Огарков Б.И. Прессованная древесина в народном хозяйстве. Сб. материалов, М., 1964.

35. Модин М.С., Ермолович А.Г. Исследование метода непрерывного уплотнения древесины. Лесной журнал, No 3, 1971.

36. Модин H.A. Радиальное прессованияе сплошных цилиндров из древесины. Межвузовский сб. научных трудов: «Технология и оборудование деревообрабатывающих производств», ЛТА hnI. С.М. Кирова, вып. 6, Л., 1977.

37. Бойцов П.В. Влияние скорости уплотнения на прессование цельной древесины радиальным методом. «Комплексное использование древесного сырья и внедрение безотходной технологии в лесной и деревообрабатывающей промышленности». Ивано-Франковск, 1985.

38. Житков П.Н. Определение усилий при контурном прессовании древесины. Записки Воронежского с.-х. Института, Том 22, 1949.

39. Кондратов Л.И. Определение усилий при прессовании древесины по замкнутому круговому контуру. Записки Воронежского с.-х. Института. Том 25, вып. 1, 1954.

40. Кондратов Л.И. Прессование длинных деревянных стержней по замкнутому круговому контуру. Деревообрабатывающая промышленность, No 11, 1956.

41. Курбатов Б.В. Экспериментальные исследования распирающих усилий и коэффициентов трения при контурном прессовании древесины. Материалы научно-технической конференции МТД ЛТА им. С.М. Кирова, Л., 1971.

42. Курбатов Б.В. Определение распирающих усилий при контурном прессовании древесины. Материалы научно-технической конференции МТД ЛТА им. С.М. Кирова, Л., 1971.

43. Романовский С.Г. Процессы термической обработки и сушки в электромагнитных установках. В кн.: Наука и техника, 1969, 345 с.

44. Кречетов И.В. Сушка древесины. М., Лесная промышленность 1972,440 с.

45. Глуханов Н.П. Федорова И. Г. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов в машиностроении. Л., Машиностроение 1972, 160 с.

46. Соколов П.В. Сушка древесины. М., Лесная промышленность, 1968,280 с.

47. Jacobsen Н. Holz als Roh-und Werkstoff Bd. 1954, p35.

48. Крумля. Влияние центробежной силы на влажность древесины ЦБТИ, М. Гослесбумиздат, 1960.

49. Расев А.И. Об эффективности механических способов обезвоживания древесины. В кн. Сушка древесины. ЦНИИМОД, 1969, с. 218-296.

50. Григоров О.Н. Электрокинетические явления. Л., изд. ЛГУ им. A.A. Жданова, 1973. 84 с.

51. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. М., "Химия", 1974.352 с.

52. Власов A.A., Крылов H.A. Электроосмотическая сушка древесины. "Коллоидный журнал", 1937, №3, с. 18-22.

53. Александров П.А., Механизм биполярного течения жидкости. В кн.: Новое в технике и технологии лесосплава. Под ред. В.И. Патякина. Л., ЛДНТП, 1976, с. 38-40.

54. Разработать и внедрить новую технологию и оборудование для подготовки к сплаву круглых лесоматериалов, обеспечивающие ликвидацию потерь от утопа и сохранение качества древесины. Научно-исследовательский отчет ЦНИИ лесосплава. Л., 1975. 442 с.

55. Тихомолова К.Г1., Патякин В.И., Левит А.Б., Александров П.А. и др. Журнал прикладной химии. Л., "Наука", т. X IX, вып. 12, 1976, 2705 с.

56. Базаров И.П. Термодинамика. М., ГИФМЛ, 1961, 292 с.

57. Кочин Н.Е., Кибель H.A., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика, ч. 1. М., ГИФМЛ, 1963, 583 с.

58. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. Изд. АН СССР, 1962,712 с.

59. Meier Н/ Svenst Pappers Tidn. 61,1958, 43 s.

60. Юрьев В.И., Позин С.С., Скурихина Г.М. Л., Тр. ЛТА им. Кирова, вып. 91, 11, 1960.

61. Фридрихсберг Д.А. Курс колоидной химии. Л.,"Химия", 1974, 350с.

62. Власов A.A., Крылов H.A. Электроосмотическая осушка древесины. Коллоидный журн. №3 1937, -с. 34-37.

63. Тихомолова К.П., Левит А.Б., Патякин В.И. и др. Изучение роли перерывов в наложении электрического поля при электрокинетическом обезвоживании древесины. Журн. прикладная химия. №9 1977, с. 2076-2079.

64. Александров H.A. Электрокинетический способ обезвоживания капиллярно-пористых тел (древесины): Дис. к. х. н. Л., 1977, 181 с.

65. Де-Грост С.Р. Термодинамика необратимых процессов. М., Гостехиздат., 1956, 280 с.

66. Скорчелетти В.В. Курс теоретической электрохимии. Л., Химия, 1974, 567 с.

67. Никитин В.M. Химия древесины и целюлозы. Второе издание. М., Л., ЛГУ, 1973, 199 с.

68. Шишканова Л.А., Тихомолова К.П. Исследование закономерностей течения жидкости при наложении электрического поля с различным по знаку дзета потенциалом слоев. Вестн. №4 ЛГУ, 1979, с. 88-92.

69. Шишканова Л.А. Влияние неоднородностей в электроповерхностных свойствах и структуре порового пространства на закономерности электроосмотического течения, не осложненного поляризационными явлениями: Дисс. к. х. н.,Л„ 1979,214 с.

70. Wiese G.R., Hefly T.W. Adsorption of Al(|||) at the Fi02-H20 interface. I/ Colloid dnt. Sci., 1975, vol/51, №3, p. 434-442.

71. Matijevic E. Fhe rôle of complexity in the formation of colloid. I. Of Colloid dnt. Sci., 1977, vol. 58, №2, p. 374-389.

72. Чернобережский 10.M., Быкова Н.И., Янклович A.И. Изучение процесса гидролиза и полимеризации ионов алюминия методом коагуляции. Термодинамика и структура гидрокомплексов в растворах. Л., 1983, с. 152-157.

73. Александрова Л.Н. Кинетика установления равновесного состояния ДЭС в системах кварц-кислые растворы А1С13 и влияние на него внешнего электрического поля: Автореферат дисс. к. х. н. Л., 1985, 13 с.

74. Тихомолова К.П., Александрова Л.К. Модель специфической адсорбции А1 на кварце в аспекте химии комплексных соединений. Колоидный журнал №1 1988, с. 100-107.

75. Юрьев В. И. Исследование обменно-адсорбционных и электрокинетических свойств технических и целлюлозных материалов и их значение в целлюлозно-бумажной промышленности: Дисс. доктора хим. наук., Пт. Л., 1962, 549 с.

76. Чижов Г.И. Влияние солей алюминия на прогностные свойства бумаги: Дисс. к. т. н. Л., 1971, 145 с.