СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2014217 (13) C1

(51) 5 B27N3/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5015926/15 
(22) Дата подачи заявки: 1991.12.13 
(45) Опубликовано: 1994.06.15 
(71) Заявитель(и): Государственно-кооперативная ассоциация "Торговый дом "Терем" 
(72) Автор(ы): Пяк Б.Н.; Киселева Г.В.; Кухарев С.В. 
(73) Патентообладатель(и): Государственно-кооперативная ассоциация "Торговый дом "Терем" 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 

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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.

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.

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.

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. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru