مقدمه
در شکل یک اوراق فشرده چوبی اوراق فشرده چوبی شامل تخته چند لا، تخته خرده چوب (نئوپان)، تخته فیبر و MDF طبقه بندی شده اند. این اوراق فشرده به دو روش خشک و تر تولید می گردند. اختلاف تکنولوژیک دو روش اخیر در روش دادن کیک تخته می باشد. تخته های ساخته شده با روش خشک به آن گروه اطلاق می شود که بدون در نظر گرفتن رطوبت خرده چوبها و یا الیاف از هوا بعنوان عامل پراکنده کردن ذرات و تشکیل کیک تخته استفاده گردد. بنابراین پراکنده کردن ذرات و شکل گیری کیک بهره جویند به آن روش خشک ساخت تخته فیبر گفته می شود.
امتیاز واضح و اصلی روش خشک ساخت تخته فیبر استفاده از آب خیلی کم در عملیات تولید است که در عصر حاضر با وضع و اجراء قوانین قاطع و شدید در خصوص آلودگی آبها و حفاظت محیط زیست پدیده ای چشمگیر و خیلی مهم خواهد بود.
امتیاز مهم دیگر روش خشک ساخت تخته فیبر امکان تولید تخته فیبر با وزن مخصوص متوسط(MDF) در ضخامت های بالاتر از 10 می با شد که معمولاً این ضخامت حد بالای ضخامت در تولید تخته فیبر سخت به روش تر در نظر گرفته می شود.
بدین ترتیب با ساخت تخته های ضخیم تر، صنایع تخته فیبر قادر به رقابت با صنایع نئوپان شده و در موارد زیادی از آن جلوتر رفته است. در تخته فیبر با وزن مخصوص متوسط و ضخیم موسوم به MDF تکنولوژی روش خشک ساخت تخته فیبر سخت با تکنولوژی ساخت نئوپان ترکیب شده و تخته ای با خصوصبات ویژه بدست آمده است.
از امتیاز دیگر روش خشک ساخت تخته فیبر می توان از سهولت تولید پیوسته تخته فیبر سخت به ضخامتهای بین 2 تا 12 میلی متر نام برد در این روش تولید(روشMende) با استفاده از استوانه های فولادی به قطر های مختلف برای پرس کردن کیک تخته فیبر توانسته اند با نیروی انسانی و توان کمتر و فضای محدودتر تخته فیبر سخت را بطور پیوسته تولید کنند. بدین ترتیب نیاز به باز و بسته کردن، بار گیری و تخلیه پرس چند طبقه که استهلاک زیادی در بر دارد نخواهد بود. نکته جالب توجه روش تولید سیستمMende بوجود آمدن امکان تولید تخته فیبر سخت در مقیاس کوچک می باشد.
تاریخچه:
اختراع ساخت تخته فیبر سخت ( Hard board) به دلیل علاقه مندی شدید صاحبان صنعت اوراق فشرده به استفاده از ضایعات کارخانجات چوب بری نظیر پشت لا، کناره ها و خاک اره بوده است. اولین بار یکی از مدیران تولید کارخانه ای که از چوب آلات بریده شده تر با نتین و رزین استخراج می کرد توانست روشی ابداع کند که بدون از بین رفتن لیگنین چوب خرده چوبها را به الیاف تبدیل نماید.
در دیگ پخت (digester) ابداعی این شخص خرده چوبها برای مدت کوتاهی تحت تاثیر فشار بخار آب قرار می گیرند. پس از آن فشار بخار آب کاهش داده شده و خرده چوبهائی که تحت تاثیر بخار آب نرم شده اند در اثر فشار بخار آب داخل خود منفجر شده و به الیاف تبدیل می گردند.
اگرچه این الیاف مناسب ساخت کاغذ نبودند ولی این محقق آنها را به ورقه ای سخت تبدیل کرد که این ورقه سخت همان تخته فیبر سخت می باشد.
پس از ابداع اخیر یکی از مهندسین علاقمند دیگر در سال 1931 تحقیقاتی را به منظور استفاده از خصوصیات ترموپلاستیکی چوب جهت جداسازی الیاف آن به انجام رساند. این محقق توانست دستگاه جدا کننده الیاف (Defibrator) که در آن خرده چوبها تحت تاثیر بخار آب فشار بالا به الیاف تبدیل می شوند.
ساخت این دستگاه به توسعه صنعت تخته فیبر سخت کمک شایان توجهی کرد. در این دستگاه با تنظیم شرایط تولید می توان الیاف خوب و سالم و با راندمان بالا که مناسب ساخت تخته فیبر سخت باشند تولید کرد. نکته جالب توجه آنکه راندمان بالا و الیاف خوب با مصرف انرژی کمتری قابل دستیابی بود.
دو محقق اخیر تنها توانستند تخته فیبر سخت با یک سطح صاف (SIS) تولید کنند. زیرا آنها از فرآیند تر ساخت تخته فیبر استفاده کرده و برای کمک به خروج آب و بخار آب در طی پرس کردن لازم بود که در داخل پرس بر روی یک سطح تخته فیبر توری فلزی قرار گیرد. بنابراین همواره بر یک سطح تخته فیبر اثرات توری وجود داشت.
برای ساخت تخته فیبر ست با دو سطح صاف (S2S) کوشش هائی در سالهای اولیه دهه 1930 به انجام رسید. در این کوشش ها سعی شد که با پرس کردن تخته فیبر عایق ( تخته فیبر عایق با به کارگیری فرایند تر تولید تخته فیبر ساخته می شود). در بین صفحات صاف پرس گرم تخته فیبر سخت با دو سطح صاف تولید کرد که کوشش ها موفقیت آمیز ولی فرایند مورد استفاده روش تر بود که مسائلی به همراه داشت. پس از مراحل فوق محققین سعی در تولید فیبر سخت با روش خشک نمودند. اولین واحد تولید تخته فیبر سخت با روش خشک در سال 1952 در آمریکا احداث شد. در این روش از هوا برای انتقال و پخش الیاف استفاده شد. با توجه به اینکه فکر اولیه این روش از روش نیمه خشک گرفته شده بود. الیاف به اندازه کافی خشک نبودند که بتوان بدون استفاده از توری فلزی ورق تخته فیبر سخت را پرس کرد در نتیجه فیبر سخت S1S ساخته می شود.
در این سال واحد دومی یز با تغییراتی در آمریکا احداث شد در این واحد ابتدا الیاف تا رطوبت کمتری خشک شده و سپس به شکل ورق تحته فیبر در آمده و پرس می شوند. بنابراین با استفاده از خشک کن و تولید اایاف با رطوبت کمتر ، ساخته تخته فیبر سخت S2S میسر شد.
یکی از پدیه های جالب در ساخت فیبر سخت روش خشک ابداع روش مداوم ساخت تخته فیبر سخت S2S به نام سیستم مندی (Mende) می باشد. این اختراع بزودی توانست به دلیل اقتصادی تر بودن بخش اعظمی از تولیدات تخته فیبر سخت S2S به ضخامت 2 تا 12 میلی متر را به خود اختصاص دهد. وجه تمایز این سیستم استفاده از استوانه های بزرگ برای پرس کردن تخته فیبر سخت می باشد. مراحل دیگر این سیستم مشابه روشهای خشک دیگر می باشد. این سیستم تا آنجا رد صنعت تخته فیبر سخت پیشرفت کرد که در طی 15 سال گذشته سالانه حداقل بین 5 تا 10 واحد از آن نصب و راه اندازی می گردد.
تخته فیبر صنعتی دیگر به نام تخته فیبر با وزن مخصوص متوسط (Mediam density fiberboare) یا MDF می باشد. این نوع تخته فیبر را با روش تر و خشک می توان تولید کرد. در روش تر تنها اختلاف ساخت بین تخته فیبر سخت و وزن مخصوص متوسط درجه فشرده کردن می باشد. ولی در روش خشک اختلاف چندان زیادی بین دو نوع تخته فیبر وجود نداشته و اختلاف عمده آن روش پرس کردن می باشد. به دلیل اینکه MDF همواره در ضخامت های زیادی ساخته می شوند (در مواردی تخته فیبر MDF تا ضخامت 30 میلی متر و حتی بیشتر تولید می گردد) لازم است از پرس منقطع چند طبقه ای استفاده کرد.
انواع مواد اولیه لیگنوسلولزی نظیر چوب، تفاله نیشکر یا باگاس (Baggasse) می توان برای ساخت تخته فیبر استفاده کرد. ولی به دلیل فراوانی نسبی و تداوم چوب از عمده ترین و مهم ترین ماده اولیه لیگنوسلولزی صنعت تخته فیبر شده است. واضح است که در صورت عدم کنترل، هرگونه تغییری در ماده اولیه چوبی به تغییرات قابل ملاحظه ای در کیفیت محصول نهائی خواهد انجامد. خوشبختانه با دخالت در عوامل تولید و کنترل فاکتورهای لازم همواره تاثیر تغییرات در ماده اولیه چوبی بر کیفیت محصول نهائی کاهش داده شده و حتی از بین برده شده است. با توجه به اینکه تخته فیبر یک کالای ارزان قیمت است، این صنعت حساسیت زیادی به قیمت ماده اولیه چوبی دارد و در نتیجه رقابت دیگر مصرف کنندگان چوب، دستیابی صنعت تخته فیبر به چوب موردنظر را مشکل کرده و آنرا مجبور به استفاده از چوبهای با کیفیت خیلی پائین می کند.
صنایع تخته فیبر چوب سوزنی برگان را ترجیح می دهد ولی چوب پهن برگان ارزانتر و قابل دسترس تر است. بدین ترتیب ماده اولیه این صنعت ضایعات بهره برداری از جنگل و کارخانجات چوب بری و صنایع چوبی چ.ب پهن برگان شده است. در کشورهای حاره ای و نیمه حاره ای اغلب از انواع چوب پهن برگان موجود در صنعت تخته فیبر استفاده می گردد. نتایج تجربیات صنعتی استفاده از ضایعات چوب پهن برگ که در چندین واحد تولیدی به انجام رسیده است نشان می دهد که :
- از انواع چوبها به طور جداگانه یا مخلوط می توان در ساخت تخته فیبر استفاده کرد.
- چوب آلات گرد کم قطر نظیر چوبهای حاصل از روشن کردن جنگل شاخه ها و ضایعات استحصال جنگل ماده ائلیه خوبی برای ساخت تخته فیبر سخت می باشند.
- در ساخت تخته فیبر سخت پوست نقش تعیین کننده ای ندارد
- از خاک اره و تراشه های رنده می توان در ساخت تخته فیبر سخت استفاده کرد . در ابتدا این مواد به عنوان پر کننده موردنظرقرار می گرفتند
از مواد لیگنوسلولزی غیر چوبی نیز در ساخت تخته فیبر استفاده شده است. این مواد از مازاد تولید محصولات کشاورزی بوده و بخش الیافی گیاهان یکساله را تشکیل می دهند. بعضی از این مواد نظیر الیاف تفاله نیشکر یا باگاس به طور گسترده در بعضی نقاط دنیا مورد استفاده قرار گرفته و دیگران به طور محدودی به کار رفته اند. ولی در مناطقی که منابع چوب محدود است کاربرد ضایعات کشاورزی گستردگی بیشتر دارد. در خصوص استفاده از مواد اولیه لیگنوسلولزی غیر چوبی محدودیتها و مشکلاتی وجود دارد که به طور خلاصه بشرح زیر می باشند:
- تغییرات مداوم در شرایط تولیدات کشاورزی نظیر نوع محصول، روش جمع اوری و تغییرات در قیمت که بر موجودیت و قیمت ماده اولیه تخته فیبر تاثیر می گذارد.
- وزن مخصوص پایین توده های ماده اولیه مشکلات در جمع آوری و نگهداری و حمل و نقل
- ناخالصی و وجود مواد غیرالیافی نظیر پوسته، برگها ، خاک .... و مقدار بالای سیلیکات که چسبندگی را مشکل می کند.
با وجود مشکلات فوق کاربرد مواد اولیه لینگوسلولزی غیر چوبی در صنعت تخته فیبر رو به گسترش بوده که مواد اولیه عمده از این گروه به شرح زیر خلاصه می گردند:
باگاس ) باگاس مواد اولیه ارزان قیمت حاصل از عملیات استخراج شیره قند از ساقه گیاه نیشکر می باشد. ارزش آن معادل ارزش سوختی الیاف بوده و همواره به قیمت ارزان در دسترس می باشد. این ماده باید در یک دوره کوتاه بین 5/2 تا 5/3 ماهه جمع آوری و برای تولید تخته فیبر ذخیره گردد. در زمان نگهداری باید در مقابل عوامل مخرب نظیر قارچ ها و پوسیدگی و همچنین آتش سوزی حفاظت شود.
کاه غلات ) از کاه غلات مخصوصاً گندم وبرنج می توان به طور مخلوط با الیاف چوب در ساخت تخته فیبر استفاده کرد.
ساقه پنبه ) در بعضی از مناطق افریقا و آسیار که منابع چوبی محدود است از اهمیت زیادی در ساخت تخته فیبر برخودار خواهد بود.
مواد شیمیایی
ماده شیمیایی متداول در ساخت فیبر سخت و MDF رزین و چسب می باشد. البته از مواد شیمیایی دیگر نظیر مواد حفاظتی (در مقابل آتش و عوامل مخرب) و مواد آهار زنی (موادی که مقاومت تخته فیبر در مقابل جذب رطوبت را افزایش می دهند) نیز می توان استفاده کرد. ولی ماده شیمیایی اصلی رزین یا اتصال دهنده می باشد .
رزین متداول در ساخت تخته فیبر سخت روش خشک و MDF روش خشک فنل – فرم الدئید و اوره فرم الدئید می باشد مقدار رزین مصرف شده با توجه به کاربرد محصول نهایی و نوع رزین متغییر خواهد بود.
برخلاف روش تر ساخت تخته فیبر سخت، معمولاً در روش خشک PH الیاف کنترل نشده واین عامل در زمان تهیه رزین مایع مورد توجه قرار می گیرد.
عملیات تولید (تکنولوژی یا فرایند تولید) تخته فیبر سخت و MDF به روش خشک :
عملیات تولید تخته فیبر سخت و MDF را می توان به چند مرحله عمده، تولید الیاف و چسب زنی ، تشکیل کیک الیلف و پرس کردن و اندازه بری و سنباده زنی تقسیم کرد. مراحل تکمیلی تخته و عملیات صنعتی کاربرد این تخته فیبرها در بخش بعدی تشریح خواهد شد. هر یک از مراحل اصلی فوق نیز به چندین مرحله یا عملیات جداگانه با خصوصیات ویژه ای طبقه بندی می شوند :
الف ) تولید الیاف ( FIBER PREPARTION) :
برای ساخت تخته فیبر سخت و MDF نیاز به الیاف خشک چوب میباشند. این الیاف با استفاده از ریفانرهای (REFINER) معمولی تحت فشار آتمسفریک (REFINER ATMOSPHERIC) و ریفانرهای تحت فشار بخار آب (PRESSURE REFINER) تولید می شوند. گرچه در گذشته از آسیابهای سنگی برای تولید الیاف (خمیر تخته فیبر) از چوبهای گرد استفاده می شده است. ولی در صنعت مدرن استفاده از این تجهیزات غیر اقتصادی و با تکنولوژی قدیمی منسوخ شده و ریفانرهای پیش رفته جایگزین آنها گردیده اند. این ریفانرها قادر به استفاده از انواع خرده چوب ، انواع ضایعات چوب عملیات بهره برداری جنگل و عملیات تولید کارخانه های چوب بری و صنایع چوبی می باشند. بنابراین ماده اولیه چوبی به دو شکل می تواند مورد استفاده قرار گیرد که این دو شکل عبارتند از:
چوبهای گرد و خرده چوب . عملیات تولید الیاف در شکل چهار خلاصه شده است.
1 ) یارد چوب
عملیات تولید الیاف و یا به عبارت دیگر عملیات تولید خمیر تخته فیبر نیاز به تغذیه پیوسته ، یکنواخت و همگن مواد اولیه دارد. زیرا در غیر این صورت در کیفیت الیاف تولیدی تغییرات زیادی مشاهده خواهد شد که به تغییرات در کیفیت محصول نهایی می انجامد. برای دستیابی به تغذیه پیوسته چوب از شکل همگن آن یعنی خرده چوب استفاده می گردد. از طرف دیگر برای اطمینان از تغذیه مداوم و پیوسته و با سرعت ثابت ماده اولیه چوبی همواره با توجه به شرایط جاده های جنگلی، چوبهای گرد، ضایعات چوب، پشت لا برای مصرف چندین ماه از سال در محل کارخانه ذخیره می گردند. با درنظر گرفتن وزن مخصوص و حجم مخصوص چوب آلات گرد ضایعات چوبی، پشت لا و کنار ها مشخص است که یارد چوبهای گرد فضای وسیعی را در هر کارخانه اشغال می کند.
در کشورهای صنعتی معمولاً چوب موردنیاز 2 ماه در کارخانه ذخیره می گردد ولی بهتر است به منظور اطمینان از تغذیه مداوم این زمان به 3 تا 4 ماه افزایش داده شود. امروزه چوبهای گردی که به یارد چوب کارخانه تحت فیبر وارد می شوند به صورت کاتین و هیزمی بوده و به طولهای 1 تا 2 متر بریده می شوند ولی به منظور کارآیی بهتر عملیات بهره برداری از جنگل و صرف نیروی انسانی کمتر و کوچک تر بودند قطر درختان جنگل کارآیی های صنعتی سعی در استحصال و انتقال درختان کامل و چوبهای طویل تر شده است. در این شرایط لازم است قبل از خرده کردن، چوبهای بلند قطع زنی و اندازه بری شده و مناسب خرد کنها گردد .
یارد چوب، چوب با استفاده از دستگاههای بارگیری مخصوص به سکوی چوب قبل از دستگاه خرد کن تغذیه می گردند.
روش خشک ساخت تخته فیبر سخت و MDF حساسیت زیادی به پوست نداشته و می توان چوب را بدون پوست کنی مورد مصرف قرار داد. ولی در مواردی که پوست از کیفیت مطلوب برخوردار نبوده و قادر به کاهش کیفیت محصول نهایی باشد پوست کنی لازم است.
2 ) خرد کن (CHIPPER) و خرد کردن (DHIPPING)
برای یکنواختی در سرعت تغذیه ماده اولیه چوبی و همگنی لازم است چوب به شکل خرده چوبهای با ابعاد ثابت در آمده و سپس به سیستم پخته تغذیه شده و تبدیل الیاف چوب می گردد عملیات تبدیل چوب گرد وضایعات چوبی به عناصر چوبی به ابعاد چوبی خرده چوب از دستگاه خردکن استفاده می گردد.
3 ) تولید خرده چوب در جنگل و کارخانجات چوب بری
در سالهای اخیر به دلیل هزینه زیاد بارگیری و حمل ونقل چوب آلات گرد و کم قطر، ضایعات چوبی و جنگل، کناره ها، پشت لا علاقه مندی زیادی در تبدیل این نوع چوبها به خرده چوب درکنار جاده های جنگلی، ترمینالهای چوب، کارخانه جات چوب بری و کارخانجات صنایع چوبی مشاهده شده است. در این شرایط با بهره گیری از خردکنهای کوچکتر و متحرک کاتین، هیزم و حتی درختان کامل را در جنگل تبدیل به خرده چوب کرده و خرده چوبها به وسیله کامیون های بزرگی که قادر به حمل مقدار زیادی خرده چوب می باشند به کارخانه های مصرف کننده انتقال می دهند. بع لاوه کارخانجات چوب بری و صنایع چوبی با نصب خردکنهای مناسبی کلیه ضایعات کارخانه اعم از پشت لا ، کناره ها و قطعات حاصل از اندازه بری را به خرده چوب تبدیل کرده و در سیلوهای ذخیره می کنند. ظرفیت سیلوها به طریقی طراحی می گردد که قادر به بارگیری یک کامیون باشد. محتویات سیلو پس از پر شدن با حرکت دسته بازکننده درب زیر آن به داخل کامیون انتقال می یابد. بدین ترتیب هزینه تولید خرده چوب و بارگیری به حداقل ممکن رسیده و عملیات تولید اقتصادی تر می گردد.
4 ) الک کردن و طبقه بندی خرده چوب
تیغه های دستگاه خرد کن برای تولید خرده چوب به طول مشخصی تنظیم می گردند. ولی در عمل خرده چوبهای کوچکتر و بزرگتر از اندازه تنظیم شده تولید خواهند شد. در شکل 11 طبقه بندی خرده چوب تولید شده در یک خردکن دیسکی با 15 تیغه که برای تولید خرده چوب به طول 16 میلی متر (8/5 اینچ ) تنظیم شده است دیده می شود. زیرا چوب پس از عبور از خردکن به ذرات ریز، اندزه مناسب و بزرگتر از اندازه تبدیل می گردد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 38 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله سساخت تخته فیبر سخت یا mdf
