Обоснование технологии и оборудования производства щепы при неистощительном лесопользовании

• Автор: Васильев, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.21.05, 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 342 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние проблемы

1.1. Ресурсы сырья для производства щепы

1.2. Требования к щепе в зависимости от назначения

1.3. Технологические процессы заготовки сырья для производства щепы

1.4. Анализ отечественной и зарубежной литературы в области оборудования для производства щепы

1.5. Выводы по разделу и задачи исследований

2. Систематизация технологических процессов заготовки и

переработки биомассы дерева на щепу
2.1. Классификация технологических процессов заготовки сырья и переработки его на щепу
2.2. Перспективные технологические процессы
2.3. Исследования фракционного состава несортированной щепы
2.4. Выводы по разделу
3. Теоретические исследования процесса производства щепы
3.1. Математическая модель процесса измельчения биомассы
дерева на щепу
3.2. Математическая модель процессов движения сырья к
ротору доизмельчающего устройства
3.3. Математическая модель процесса формирования
структуры продуктов сортирования
3.4. Выводы по разделу
4. Методика экспериментальных исследований

4.1. Описание экспериментальных установок
4.2. Методика исследований на экспериментальных установках
4.3. Описание промышленных установок
4.4. Методика исследований в производственных условиях
4.5. Методика обработки и оценки достоверности результатов исследований
5 Результаты исследований процесса производства щепы
5.1. Результаты исследований на экспериментальных
установках
5.2. Результаты исследований в производственных условиях
5.3. Результаты анализа работы промышленных образцов оборудования и существующих технологических процессов
5.4. Обобщение результатов исследования и
выводы по разделу
6. Технико-экономические и технические результаты исследования
6.1. Постановка и решение задачи оптимального выбора процессов подготовки и переработки биомассы дерева на щепу
6.2.Технико-экономическая оценка сквозных технологических процессов
6.3. Методика расчета сортировок щепы
6.4. Внедрение результатов исследований
6.5. Выводы по разделу
Выводы и рекомендации
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Повышение эффективности работы лесной промышленности в целом должно базироваться на решении ряда проблем. Разработка технологических процессов, обеспечивающих максимальное получение кондиционной щепы при минимальных потерях биомассы дерева является сложной научно-технической проблемой, имеющей важное хозяйственное значение. Актуальность проблемы возрастает при рассмотрении ее в свете неис-тощительного лесопользования.
Решение проблемы будет способствовать выходу из кризиса региональных лесопромышленных комплексов (ЛПК), включающих лесозаготовительные, целлюлозно-бумажные, деревообрабатывающие, лесохимические предприятия, и для их поступательного развития необходимо повышение комплексности и экологической безопасности освоения и использования сырьевого, промышленного, финансового, социального и других потенциалов лесных ресурсов Российской Федерации.
Переработка биомассы дерева на технологическую щепу является важнейшей стадией сквозных технологий освоения древесного сырья и в значительной степени определяет эффективность работы не только отдельных предприятий, но и ЛПК Северо-западного федерального округа в целом.
Опубликованные результаты научно-исследовательских работ и рекомендации по выбору технологии и оборудования для переработки биомассы дерева на щепу имеют зачастую, бессистемный характер и не учитывают природно-производсвенные условия регионов. Установлено, что малоотходное лесопользование возможно при оптимизации операции переработки лесоматериалов таким образом, чтобы они вписывались в структуру сквозных процессов от лесосеки до получения технологической щепы.

длина щепы, м; п - частота вращения диска, мин; г - количество ножей на диске, шт.; «у и _ углы примыкания загрузочного патрона (между осью загрузочного патрона и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения диска); р -удельное усилие резания, кг/м.
В машинах с небольшим количеством ножей на диске древесина при резании контактирует только с одним ножом. При этом измельчение сопровождается периодами, когда она не взаимодействует с режущей кромкой ножа, а только трется о рабочую поверхность диска и заднюю грань ножа. В результате возникают нежелательные перемещения древесины в загрузочном патроне, которые усиливаются ударами в момент внедрения в нее ножей. Такой процесс резания называют прерывистым. Непрерывным считается процесс резания, при котором измельчаемая древесина постоянно взаимодействует с режущими кромками [38]. Для более детального рассмотрения введем термин «коэффициент непрерывности резания» (К), величину которого определим по следующей формуле:
К = ^- (1.10)

где: у - угол поворота ножа в зоне резания; г - количество ножей, устанавливаемых на диске.
Практически все авторы работ, посвященных дисковым рубительным машинам, сходятся во мнении, что доля потерь при производстве щепы в случае осуществления непрерывного процесса резания меньше, чем при прерывистом резании [31, 57, 119,]. Основным путем достижения непрерывности считается увеличение количества ножей на диске [38, 80, 84,]. В этом плане не случайно появление машины с 24 ножами, описанной в работах [39, 98, 135]. В то же время результаты исследований [138] говорят о том, что с увеличением количества ножей на диске, так же как и диаметра баланса, уменьшается неравномерность динамической нагрузки на привод. Исследования [98], позволяют сделать вывод о том, что с увеличением диаметра измельчаемой древе-