Расчет материального баланса для цеха по произ-водству 140000м3 трехслойных древесностружечных плит в год

 

Расчет производится на 1т готовых плит, а затем делается пересчет на 1м³. Определяется расход древесины, смолы, отвердителя, добавок. Расчет производится, начиная от готовой продукции против хода технологического процесса. При этом одна за другой исследуются все стадии процесса, указанные в технологической схеме по принципу «приход-расход». Любая стадия процесса должна рассматриваться следующим образом:

 

                                           Д₂С₂

                                            Г₂В₂

 

 

Д₁С₁                                                                                 Д₃С₃

 

             Г₁В₁                                                    Г₃В₃

                                          Д₄С₄

                                          Г₄В₄

 

где Д₁ и Д₂, С₁ и С₂, Г₁ и Г₂, В₁ и В₂ – соответственно количество древесины, смолы, гидрофобизатора, воды, и др., поступающее на данную стадию производства;

Д₃ и Д₄, С₃ и С₄, Г₃ и Г₄, В₃ и В₄ – соответственно количество древесины, смолы, гидрофобизатора, воды, и др., уходящее с данной стадии производства.

 

Таблица 1

Исходные данные

размеры плит, мм	3500x1750x19
плотность, кг/м3	700
влажность готовых плит, %	7,5
Содержание смолы, %:
наружные слои	6,35
внутренний слой	4,15
Гидрофобная добавка (петролатум), %	1,5
Кроме того, для расчета принимаются, %:
Влажность сырья	80
Влажность сухих древесных частиц наружных слоев	5
Влажность сухих древесных частиц внутреннего слоя	2,5
концентрация смолы	38
концентрация катализатора (водный раствор хлорида аммония)	20
соотношение наружных и внутреннего слоев	30:70
Породный состав сырья, %:
хвойные	60
лиственные	40
Основные потери в производстве, %:
шлифовка	7,5
обрезки по формату	3,0
сортировка, сушка и пневмотранспорт стружки для внутреннего слоя	5.0
сортировка, сушка и пневмотранспорт стружки для наружных слоев	8,0
изготовление стружки для внутреннего слоя	5,0
изготовление стружки для наружных слоев	6,0
Приготовление и транспортировка связующего	1,5
Производительность цеха в год 140000 м3 плит:
140000•0,7 = 98000 т; 140000/0,019 = 7368421,05 м2.
Производительность цеха в сутки, плит:
140000/304 = 460,53 м3; 98000/304 = 322,37 т; 7368421,05/304 = 24238,23 м2.
Производительность завода в час, плит:
460,53/24= 19,9 м3; 322,37/24= 13,43 т; 24238,23/24 = 1009,93 м2.

 

Склад готовой продукции

Определяем состав 1 т готовых плит. Количество влаги, содержащейся в 1 т готовых плит при влажности плиты 7,5%:

 

кг.

 

Масса абсолютно сухой плиты:

 

1000 – 75 = 925 кг.

 

Соотношение наружных и внутреннего слоев в плите 30:70. Содержание смолы во внутреннем слое 4,15%, в наружных слоях 6,35%.

Масса абс. сухой части внутреннего слоя плиты:

 

 кг.

 

Масса абс. сухой части наружных слоев плиты:

 

 кг.

 

Таблица 2

Состав наружных слоев плиты в массных долях (м.д.)

Древесина абс.сухая	Смола абс. сухая	Петролатум	Итого
100	6,35	1,5	107,85

 

В наружных слоях 1 т плиты содержится:

абс. сухой древесины

 кг;

 

абс. сухой смолы

 

 кг;

 

петролатума

 

 кг;

 

воды

 

80•0,30 = 24 кг.

 

Таблица 3

Состав внутреннего слоя плиты, м.д.

Древесина абс.сухая	Смола абс. сухая	Петролатум	Итого
100	4,15	1,5	105,65

 

Во внутреннем слое 1т плиты содержится:

абс. сухой древесины

 

 кг;

 

абс. сухой смолы

 кг;·

 

петролатума

 

 кг;

 

воды

 

80•0,70 = 56 кг.

 

Таблица 4

Состав плиты, поступающей на склад готовой продукции, кг

Древесина	Смола	Петролатум	Вода
258+613=871	16,4+25,5=41,9	3,9+9,2=13,1	80

 

Шлифование

 

Потери при шлифовании для плит толщиной 19 мм составляют 7,5%(или 25% от наружного слоя).

 

Таблица 5

Состав наружных слоев плиты перед шлифованием, кг

Древесина	Смола	Петролатум	Вода
258•1,25=322,5	16,4•1,25=20,5	3,9•1,25=4,88	24,0•1,25=30,0

 

Обрезка по формату

 

Потери при обрезке составляют 3%.

Таблица 6

Состав плиты, поступающей на обрезку

Наружный слой:
Древесина	258•1,03=265,74
Смола	20,5•1,03=21,12
Петролатум	4,88•1,03=5,03
Вода	30,0•1,03=30,90
Внутренний слой:
Древесина	613•1,03=631,4
Смола	25,5•1,03=26,23
Петролатум	9,2•1,03=9,48
Вода	56•1,03=57,68

 

Прессование

 

Наружные слои плиты

 

Таблица 7

Состав связующего (м.д.)

Абс. сухая смола	Абс. сухой отвердитель
100	1

 

Количество отвердителя по отношению к абс. сухой стружке при содержании смолы в наружных слоях 6,35% составит:

 

м.д.

 

Количество воды с отвердителем (концентрация 20%):

 

м.д.

Для производства плит выбираем смолу СФ-3024 концентрацией 38%. Количество воды со смолой:

 

м.д.

 

Таблица 8

Состав осмоленных стружек для наружных слоев плиты перед прессованием, м.д.:

Абс. сухая древесина	100
Вода в древесине	5,0
Абс. сухая смола	6,35
Абс. сухой отвердитель	0,06
Вода для растворения смолы	10,36
Вода для растворения отвердителя	0,24
Петролатум	1,5
В наружных слоях содержится (таблица 6), кг
Абс. Сухой древесины	265,74
Абс. Сухой смолы	21,12
Петролатум	5,03
Абс. Сухого отвердителя

 

Массная доля воды в осмоленных древесных частицах составляет:

 

5,0 + 10,36 + 0,24= 15,6м.д.

 

Количество воды в осмоленных древесных частицах для наружных слоев:

 

 кг.

При использовании «парового удара» для интенсификации процесса прессования наносится вода в количестве 100г на 1м² поверхности плиты. Площадь 1т плит при толщине плиты 20,5мм (не шлифованная) и плотности 700кг/ м² составляет:

 

 м².

 

Количество воды, вводимой для «парового удара» на 1т плит:

 

69,7•0,1•2 = 13,94 кг.

 

Количество воды в наружных слоях до пресса:

 

41,46+13,94 = 55,4кг.

 

Количество воды, удаляемое в прессе из наружных слоев:

 

55,4 – 30,90 = 24,5 кг,

 

где 30,90 кг – количество воды в наружных слоях плиты, поступающей на обрезку (табл. 6).

Диаграмма потока материалов для наружных слоев:

 

13,94 В

265,74 Д; 21,12 С ПРЕСС 265,74 Д; 21,12 С

41,46 В; 5,03 П 30,90 В; 5,03 П

24,5 В

Внутренний слой плиты

 

Таблица 9

Состав связующего (м.д.)

Абс. сухая смола	Абс. сухой отвердитель
100	1

 

Количество отвердителя по отношению к абс. сухой стружке при содержании смолы во внутреннем слое 4,15%:

 

м.д.

 

Количество воды с отвердителем (концентрация 20%):

 

 м.д.

Количество воды со смолой (концентрация 38%):

 

м.д.

 

Таблица 10

Состав осмоленных стружек для внутреннего слоя плиты перед прессованием, м.д.:

Абс. сухая древесина	100,0
Вода в древесине	2,5
Абс. сухая смола	4,15
Абс. сухой отвердитель	0,042
Вода для растворения смолы	6,77
Вода для растворения отвердителя	0,17
Петролатум	1,5
Во внутреннем слое содержится (таблица 6), кг
Абс. Сухой древесины	631,4
Абс. Сухой смолы	26,23
Петролатум	9,48
Абс. Сухого отвердителя

 

Массная доля воды в осмоленных древесных частицах составляет:

 

2,5 + 6,77+ 0,17 = 9,44 м.д.

 

Количество воды в осмоленных древесных частицах для внутреннего слоя:

 

 кг.

 

Количество воды, которое удаляется в прессе во внутреннем слое:

59,6 –57,68= 1,92 кг,

 

где 57,68 - количество воды во внутреннем слое плиты, поступающей на обрезку (табл. 6).

 

Диаграмма потока материалов для внутреннего слоя:

 

631,4 Д; 26,23 С ПРЕСС 631,4Д;26,23С

59,6 В; 9,48 П 57,68 В; 9,48 П

1,92 В

Общая диаграмма потока материалов в прессе:

 

Таблица 11

Состав плиты, поступающей в пресс,кг

Абс. сухая древесина	265,74+631,4=897
Абс. сухая смола	21,12+26,23 = 47,35
Петролатум	5,03+9,48 = 14,51
Вода в осмоленных древесных частицах	41,46+59,6 = 101,06
Вода для «парового удара»	13,94

 

Всего в прессе удаляется воды:

 

24,5+1,92 = 26,42 кг;

 

13,94 В

897 Д; 47,35 С ПРЕСС 897 Д; 47,35 С

101,06 В; 14,51 П 88,58 В; 14,51 П

26,42 В

 

Смеситель

 

Для наружных слоев

В смеситель поступает со связующим воды:

 

10,36+0,24 = 10,6 м.д.,

 

где 10,36 – количество воды с отвердителем (концентрация 20%), а 0,24 – коли-чество воды со смолой (концентрация 38%) в м.д. или

 

кг,

 

где 21,12 – содержание смолы в древесине (кг), поступающей на стадию прессования (таблица 8), а 6,35 – содержание смолы в наружных слоях, % (табл. 1).

В смеситель поступает с древесными частицами воды:

кг,

 

где 265,74 – содержание абс. сухой древесины в наружных слоях (кг), а 5 – влажность сухих древесных частиц наружных слоях (табл. 1)

 

21,12 С; 0,211 К 265,74 Д

СМЕСИТЕЛЬ

79,04 В; 5,03 П 13,29 В

265,74 Д

21,12 С

0,211 К

92,33 В

5,03 П

Для внутреннего слоя

В смеситель поступает со связующим воды:

6,77+0,17 = 6,94 м.д.

или

кг.

В смеситель поступает с древесными частицами воды:

631,4•0,025 = 15,79 кг;

26,23 С; 0,26 К 631,4 Д

СМЕСИТЕЛЬ

43,86 В; 9,48 П 15,79 В

631,4 Д

26,23 С

0,26 К

9,48 П

59,65 В

где К – количество катализатора (отвердителя) (табл. 10).

 

Таблица 12

Материальный баланс технологического процесса получения 1т древесно-стружечных плит

Приход		Расход
Наименование материальных потоков	Количество,т	Наименование материальных потоков	Количеств,т
Абсолютно сухая древесина	0,897	ДСП	1
Вода	0,152	Потери при шлифовании:
Петролатум	0,015	Вода	0,006
Смола СФ-3024	0,047	Петролатум	0,00098
Катализатор (20%-й водный раствор NH4Cl)	0,000471	Смола СФ-3024	0,004
Вода для парового удара	0,014	Абсолютно сухая древесина	0,065
		Потери при обрезке	0,031
		Вода, удаляемая при прессовании	0,026
Всего	1,13	Всего	1,13