Технологический цикл получения древесно-стружечных плит

Древесно-стружечная плита (ДСП) — это популярный в настоящее время стройматериал. Такому успеху способствует внешний вид листов, некоторые характеристики, улучшенные в сравнении с древесиной, а также их относительная дешевизна. Среди улучшенных параметров ДСП выделяются следующие:

• сопротивляемость древесным насекомым-вредителям;
• более высокая устойчивость к трещинам и различным дефектам;
• более простая обработка листов;
• более высокая огнеупорность
• доступность листов: в сравнении с древесиной она является более дешёвой.

Именно эти характеристики и сделали листы ДСП одним из самых используемых в разных сферах материалов. К тому же производство ДСП является хоть и трудоёмким, но весьма прибыльным и рентабельным, ведь окупиться может в среднем за 1-1,5 года.

Что это такое?

ДСП — листовой композитный материал, произведенный путём прессованная древесных опилок и стружек при высоких температурах со связующим неминеральным веществом и введением различных добавок, которые необходимы в различных случаях для повышения тех или иных свойств получаемого листа. Производство данного материала достаточно дорогостоящее, но при текущих ценах на готовый продукт, за 1-2 года окупается приобретённое оборудование.

В зависимости от разных показателей существует несколько классификаций ДСП. Некоторые классификации приведены ниже.

Основные виды

В документации ГОСТа СНГ выделяют следующие характеристики для классификации:

• По числу слоев ДСП разделяется на однослойные, двухслойные, трехслойные и многослойные. При чём, тенденция такая: чем большее число слоёв, тем более плотная и прочная получается в итоге плита.
• По классу эмиссии. Эмиссия определяет объём формальдегида, который, будучи добавленным при производстве, выделяется в воздух из 100 г плиты. Различают 2 класса: Е1 и Е2, при этом первый более экологичный, безвредный для людей, содержание вредных веществ в нём менее 10 мг. Другой класс содержит формальдегида более 10 мг. Плиты такого класса пригодны к применению в строительстве и производстве вместе с хорошей вентиляцией или на открытом воздухе. Существует также сертификат для ДСП, который подтверждает его класс эмиссии. Сертификат выдаётся специальным органом, имеет установленный образец и распространён на территории СНГ. Действующие в Европе стандарты оценки токсичности формальдегида отличаются от принятых в странах СНГ.
• По плотности ДСП выделяются плиты с малой плотностью (550 кг/м³), со средней — 550–750 кг/м³, с высокой – более 750 кг/м³.

• ДСП бывает 2 типов, Р1 и Р2, и зависит от физико-механических характеристик листов: стойкости к изгибанию, искривления, гидрофобности и др. При этом тип Р1 предназначен для применения в условиях отсутствия влажности, а Р2 — для применения внутри помещения, в том числе и производства мебели, для применения в условиях в отсутствия влажности.
• Выделяют 2 сорта по характеристике внешнего состояния листов ДСП: I сорт (без изъянов или почти без изъянов), II сорт (допускаются крупные изъяны верхнего слоя). Для плит с существенными недостатками применяется также название без сорта, его можно использовать в ремонтно-строительных работах.
• По внешнему слою ДСП выделяются листы с мелкоструктурным верхним слоем (допустимо покрытие полимерами), обычным (можно облицовывать шпоном) и крупнозернистым (используются при ремонтно-строительных работах)
• Различают также по уровню обработки наружного слоя шлифованные (Ш) и нешлифованные (НШ) плиты ДСП.

Когда окупятся вложения?

Окупаемость предприятия будет зависеть от того, какой мощности линия для производства ДСП будет приобретена в цех, от цен на сырье и готовый продукт. В бизнес-проекте представьте все необходимые расчеты рентабельности. Чтобы выяснить, когда окупятся затраты, необходимо знать размер начальных инвестиций. Они составят минимум 10500000 руб. Сюда можно отнести:

• Покупка и пуско-наладка основного и дополнительного оборудования – 10000000 руб.
• Создание товарного запаса – 500000 руб.
• Оформление предприятия – 50000 руб.
• Подготовка помещения – 300000 руб.

Ежемесячные затраты (аренда, выплата заработной платы, налоговые отчисления, транспортные расходы, оплата коммунальных платежей) составят примерно 600000 руб. Станок для производства ДСП будет выпускать до 100 листов (1830*2440*16 мм) материала за смену (3000 листов за месяц). Реализовывая всю выпущенную продукцию по цене в 750 руб./лист, можно выручать до 2250000 руб./мес. Учитывая ежемесячные затраты и себестоимость продукции (450 руб./лист), чистая прибыль в этом случае будет достигать 300000 руб. Это отличные показатели рентабельности, поскольку все затраты окупятся уже спустя 3 года.

Из чего производят ДСП

Для изготовления ДСП необходимы три составляющих: древесная сружка, связывающее вещество (чаще всего смола или производные формальдегида) и добавки для получения новых свойств.

Сырьё

В качестве сырья выступают различные отходы деревообработке, лесозаготовок и лесопилок. Сюда относятся такие виды:

• круглые пиломатериалы низкого качества;
• сучья;
• срезки;
• стружки;
• опилки;
• дровяные горбыли или обапол низкого качества;
• низкокачественная комлевая часть древесины или откомлевка;
• обрезки хлыста.

Становится понятной важность и значение изготовления плит. Из отходов и лесоматериалов низкого качества получается материал, пригодный для производства изделий, долговечных и высокого качества, а стружечная и опилочная переработка повышает выход деревообработки до 90 %.

Связующее вещество

Чтобы древесные отходы склеивались между собой в смесь сырья необходимо добавить связующее вещество. Для первого прототипа листа ДСП воспользовались казеиновым клеем в 1887. И только через 46 лет пришли к использованию смол вместо клея в качестве связующего вещества. Первые смолы, которые начали применять в производстве — фенольная и карбамидная. Для производства плит ДСП, предназначенных для наружной облицовки, в качестве связующего используют карабамидоформальдегидные смолы, модифицированные меланином. При этом их атмосферостойкость будет низкой. Для получения ДСП с высокой атмосферостойкостью добавляли в древесное сырьё фенольные смолы или диизоцианаты.

Кроме них ещё были распространены такие смолы, как фенолокрезольные и ксиленолоформальдегидные. В итоге для ускорения процесса отвердения стали добавлять более концентрированные производные формальдегида и для реакции с ним едкий натр. При реакции едкого натра с производными формальдегида получается щёлочь и выделяется в атмосферу газ формальдегид. Поэтому для использования в производстве ДСП для мебели и отделки помещений они не годятся. Для снижения токсичности и выбросов в атмосферу от фенола и ксиленола отказались, и в ход идут смолы с меньшим объёмом образующейся щёлочи, или вообще без неё. В настоящее время есть такие экологичные смолы, которые выбрасывают в атмосферу не более 0,5 мг формальдегида на 100 г плиты. Также применяются слаботоксичные смеси, которые практически не несут вреда ни экологии, ни здоровью.

Специальные добавки

Применяются только для добавления листам ДСП особых характеристик. Зачастую объём подобных добавок составляет около 6–10 % от массы древесных частиц.

Характеристики, которые могут получить при производстве ДСП: огнеупорность, гидрофобность, повышение уровня прочности. Добавки, которые позволяют достичь перечисленных характеристик — антипирен, гидрофобизатор, антисептик.

Выбор месторасположения

Требования к помещению для расположения производства ДСП будут различны для определенного масштаба. Общий принцип таков – для каждой стадии (изготовление сырья, изготовление плит, обработка плит) необходим отдельный цех. Они должны быть достаточно вместительны для правильного монтажа оборудования и организации производственного процесса. Необходимо предусмотреть отдельное помещение для хранения готовой продукции. Для полной производственной линии потребуется площадь не менее 500 м2.

Производство ДСП

Технология производства древесных плит состоит в смешивании древесного сырья с клейким агентом и прессовании под высоким давлением и температурой. Цикл производства помогает превратить некондиционную вязкую смесь в готовое изделие.

Оборудование

Технологический цикл изготовления ДСП основан на применении несложного и высокопроизводительного оборудования, представляющего собой единый комплекс. Применение высоких технологий на линиях производства не является обязательным, несмотря на то, что настройка и поддержка состояния непрерывного производства всех машин линии — задача непростая, которую нельзя решить стандартным способом.

В состав линии по производству плит ДСП входят:

• смесители – необходимые для достижения сырьём однородности при смешивании опилок и связующего (композит смолы с термоотвердителем, в который могут добавляться специальными вещества, придающие особые характеристики плитам);
• устройства для придания формы – именно они формируют вязкую смесь древесного сырья со связующим веществом в порции для производства плит;
• аппараты для прессования при высокой температуре – необходимы для того, чтобы сформированная заготовка ДСП затвердела под высокими давлением и температурой;
• аппараты для охлаждения – ответственные за ускорение остывания спрессованных листов;
• устройства для обрезки краёв – для удаления торцов плит;
• станки для шлифования – придают гладкость сформированному верхнему слою плит.

При этом устройства работают на автомате, а управление качеством и поддержка системных настроек на заданном технологическом уровне происходят одновременно.

Технология изготовления

Технология производства ДСП — процесс достаточно трудоёмкий, однако при должной автоматизации не требует много внимания и контроля со стороны людей.

Сначала происходит переработка сырья. В неё входят такие этапы как: получение или выгрузка стружки; сортирование стружки по размеру; и очищение от примесей. В рамках первого этапа происходит анализ древесины на её фракцию: если мелкая, то она переходит дальше; иначе подвергается измельчению, после чего переходит дальше. Второй этап — сортирование стружки по размеру. Именно тут сепараторы разделяют на мелкие и крупные части и размещают их в разных ёмкостях. Для поверхностного слоя используется стружка и опилки мелкие, а также пыль шлифовальная. При этом внутренний слой содержит этих составляющих до 20 % от общей массы. После очистки от примесей полученная смесь переходит на вторую стадию.

Вторая стадия цикла — сушка полученной смеси. При этом стружку различных слоёв сушат раздельно, чтобы соблюсти нормы по влажности. Так, влажность итоговой смеси для внутреннего слоя должна быть в пределе 2—4 %, а для остальных слоёв — 4—6 %. При производстве плит обычно используют конвекционные сушки.

После того, как стружка просохла, начинается 3 стадия, во время которой стружка покрывается связующим веществом или смесью. Важно, чтобы каждая отдельная стружка была покрыта смесью для лучшего связывания в единый слой. При этом надо также рассчитывать правильный % связующего вещества, чтобы избежать перерасхода. Обе эти характеристики влияют на качество итоговой плиты.

Формирование из полученной вязкой массы формы древесной плиты. За это отвечают устройства для формовки, которые как раз и разделяют ковёр вязкой смеси на порции, из которых потом будут изготовлены листы ДСП. Тут главное, чтобы смесь была распределена равномерно как в длину, так и в толщину, иначе качество плиты будет ниже.

Далее порция следует к прессу. Там её спрессовывают при давлении, равном 30-40 кг/см2, и температуре 180–220 °C. При этом распространены 2 вида агрегатов: экструзионный и плоский. В результате прессовки получается почти готовый лист ДСП, однако ещё горячий.

Полученную плиту ДСП надо остудить в силу 2 причин. 1-ая — высокая температура после выхода из термопрессовочного агрегата, 2-ая заключается в разбеге по температуре и влажности между слоями, который весьма значителен. Так, разница во влажности может доходить до 7-10 %, что может вызвать внутренние напряжение, что при последующей обработке плиты горячей привести к деформации ДСП.

Поэтому далее следует стадия охлаждения и резки, во время которой лист ДСП остужается до такой температуры, при которой её удобно преобразовывать дальше. Зачастую, для охлаждения используют аппараты веерного типа.

После того, как плита охладилась, она по линии поступает сперва в устройство обрезки краёв, а потом и на шлифовальный станок. Устройство обрезки краёв уже приведёт ДСП плиту к заранее заданным размерам, а шлифовальный аппарат сделает поверхности плиты гладкими.

На этом процесс производства закончен. Далее плиты ДСП либо отправляются на покрытие защитными плёнками (ламинатной, шпоном, и другими), либо поступают на склад и в таком виде отправляются потребителям. Перед упаковкой ДСП сортируют по сортам.

Сертификат соответствия

В рамках отрасли есть 3 направления сертификации продукции, изготовленной производства ДСП проводится по трём направлениям:

• соответствие требованиям общепринятых стандартов (Стандарт СНГ, ГОСТ);
• соответствие безопасности пожарной;
• соответствие экологическим и санитарным требованиям.

ГОСТ 10632-2014 Плиты древесно-стружечные. Технические условия

1 файл 198.92 KB

Фрезеровка

Получение внутренних фигурных поверхностей и наружная обработка углов производится при помощи фрезерования. Фреза представляет собой зубчатый резец, имеющий произвольную правильную форму (конус, трапеция, усеченные фигуры и пр.). В отличие от работы с более твердыми материалами, ДСП обрабатывается по всей толщине, чтобы избежать появления сколов.

Перед работой производят подготовку, заключающуюся в предварительном выпиливании контуров планируемых фигур дисковой пилой или лобзиком. Обработка производится ручным или стационарным фрезером. Таким способом получают цилиндрические и овальные отверстия любых размеров, обеспечивая эстетичность готового изделия.

Изготовление ДСП в домашних условиях

Изготовить древесные плиты можно и в рамках подсобного хозяйства, правда, с 1 ограничением. Размер плит ДСП в итоге будет до 0,25 м2 (50 ｘ 50 см).

Технология производства та же, но уменьшенная. Все автоматизированные стадии надо заменить на ручной труд:

1. Смешать опилки в малой ёмкости или ведре (10-15 л).
2. Добавить связующее вещество и полностью пропитать им опилки.
3. Придать форму при давлении.
4. Спрессовать заготовку в специальном оборудовании при высоком давлении и температуре.
5. Охладить на воздухе полученную плитку.
6. Обрезать её края.

По текущему состоянию отрасли видно, что технология производства ДСП постоянно совершенствуется, растёт применение всё более экологичных и слаботоксичных смесей в качестве связующего вещества. Кроме того, постоянно растёт потребление плит в различных отраслях. Каждый год появляются все новые и новые варианты применения древесных плит.

Выбор оборудования

Для получения сырья собственного изготовления необходимо будет следующее оборудование:

• Хранилище для отходов.
• Машина рубильная.
• Станки раскроечные и строгальные.
• Сушилка.
• Мельница.

Технологическое оборудование для производства включает такие составные части:

• Смеситель. Предназначен для смешивания сырья и клеящего вещества с целью получения однородной массы.
• Формовочная машина – для распределения массы по формообразующим емкостям.
• Прессы (предварительный и термопресс) производят сжатие массы.
• Охладители, предназначенные для охлаждения полученных плит, подвергшихся высокотемпературной обработке.
• Станки для обрезки (вертикальные и горизонтальные).
• Шлифовальный станок для сглаживания поверхности и краев плит.

Сфера применения ДСП

Применять древесные плиты можно как при производстве мебели, так и в следующих случаях:

• для сооружения частей стройконструкций;
• при создании огораживающих барьеров на строительных площадках;
• в качестве формы для отливки бетона при ремонтно-строительных работах;
• для создания конструкций на различных спортплощадках;
• в качестве подложки чернового пола, если планируется несколько слоёв;
• в производстве межкомнатных дверей;
• применяются в качестве напольных материалов;
• используются как настенные и потолочные плиты;
• для покрытия вагонов и другая тара для складирования и перевозки;
• для сооружения выставочных стеллажей и стендов в рекламных целях;
• плиты применяются в качестве обшивки для покрытия крыш.

В производстве мебели данный материал ценится за свою податливость к изменениям и изгибаниям, разными цветами, которые только можно представить, лёгкостью и быстротой сборки, и всеобщую доступность.

Маркетинговое исследование

Реализация продукции не составит проблемы, однако серьезный подход к организации бизнеса позволит упорядочить его объемы и избежать возможных просчетов. Поэтому стоит провести маркетинговое исследование рынка аналогичных материалов, чтобы точнее представить обстановку региона.

Для этого можно предпринять такие шаги:

• Определить общую потребность предприятий в данном виде продукции.
• Отследить уже существующие на рынке предложения ДСП и его аналогов.
• Продумать построение маркетинговой стратегии своего предприятия (в чем будет преимущество товара перед другими – в качестве, цене, особенностях рекламной кампании и т. д.)
• Рассмотреть дополнительные возможности: совмещение бизнеса, креативный подход к рекламе, система индивидуальных скидок и т. п.

Видео по теме:

Виды ДСП