Vlaknatice- mokri postupak

177

Odgovarajući vlaknasti materijal za proizvodnju ploča vlaknatica uglavnom se dobija raz-vlaknjavanjem prethodno hidrotermički obrađene sečke na atmosferskim rafinerima, rafineri-ma pod pritiskom ili putem eksplozije (Masonit postupak), kao što je objašnjeno u prethodnom poglavlju 4. Pritom, proces razvlaknjavanja odvija se najčešće u dve faze, tako da osnovno usit-njavanje nastaje u primarnoj fazi, dok se krajnje karakteristike vlaknaste mase podešavaju u sekundarnoj fazi, a u skladu sa zahtevanim karakteristikama gotove ploče. Tip vlaknaste ploče koja se proizvodi diktira kvalitet vlakana koji, u zavisnosti od kvaliteta polaznog sirovog materijala, u velikoj meri određuje izbor odgovarajućeg tipa rafinera. Pored toga, raznolikost u pogledu drvne vrste, neujednačenost veličine i vlažnosti sečke, kao i vari-jacije pritiska u rafineru, prečnika diska, oblika i položaja sečiva na meljnim pločama, brzine obrtanja diskova i veličine razmaka između meljnih ploča, brzine dopremanja sečke odnosno koncentracije mase pri mlevenju i radnog opterećenja, sve zajedno utiču na karakteristike pro-izvedenih vlakana. Prema jednom opštem načelu, podrazumeva se da će vlakna dobijena na rafineru pod pri-tiskom imati znatno finiju strukturu u odnosu na vlakna dobijena na atmosferskom rafineru. Drugim rečima, rafineri pod pritiskom proizvode vlaknastu masu sastavljenu od relativno ve-ćeg broja individualnih vlakana, nego što je to slučaj sa atmosferskim rafinerom (slika 4.28). Međutim, čak i pri upotrebi rafinera pod pritiskom, vlaknasta masa dobijena za potrebe proi-zvodnje ploča vlaknatica sadrži uglavnom snopove od nekoliko vlakana, a u manjoj meri indi-vidualna vlakna. Optimalan oblik drvnog materijala za preradu na atmosferskim rafinerima predstavlja siro-va drvna sečka dobijena iz četinarskih drvnih vrsta i mekih lišćara, odnosno drvnih vrsta male zapreminske mase. Čak i bez prethodne hidrotermičke obrade, ovakava sečka omogućuje pro-izvodnju vlaknaste mase zahtevanog kvaliteta za pojedine tipove ploča vlaknatica. Međutim, prosušeni drvni materijal, poput blanjevine i piljevine, nije u stanju da omogući proizvodnju vlakana prihvatljivog kvaliteta, jer se od prosušene drvne sirovine proizvodi materijal sa većim učešćem čestica zrnaste strukture u odnosu na vlakna. Tako, na primer, pri sadržaju vlage is-pod 10 % uglavnom se proizvodi drvno brašno, ali povećanjem sadržaja vlage drvne sirovine na nivo od 40 do 60 % dobija se vlaknasta masa. Kada je reč o tankoj drvnoj sirovini, poput blanjevine, ona se prethodno potapa u hladnu ili toplu vodi pri kontrolisanim uslovima. Često je dovoljno njeno provođenje kroz zavesu od raspršenih vodenih kapi, ili se voda dodaje u dovodnom oluku rafinera. Osim navedenog, treba uzeti u obzir da blanjevina i piljevina imaju široki opseg dimenzija, oblika i kvaliteta drvnih čestica, pri čemu smanjenje veličine drvnih čestica doprinosi slabijem kvalitetu vlakana.

5. KVALITET VLAKANA

178 179

5. Kvalitet vlakana

Prema dosadašnjim iskustvima utvrđeno je da potapanje krupnije prosušene drvne sirovine, poput sečke, ograničava dodatak vode samo na površinske slojeve. Kako bi se i kod ovakve drvne sirovine postigao optimalni sadržaj vlage (50 - 60 %), neophodna je primena skupljeg, ali efikasnijeg procesa predparenja. Parenje sečke i njeno razvlaknjavanje pri visokoj temperaturi i pritisku doprinosi većem stepenu vitkosti vlakana, jer obezbeđuju povoljne uslove smicanja neophodne za očuvanje prirodne dužina vlakana. Dužina vlakna će u svakom slučaju zavisiti ne samo od vrste drveta, već i od dužine same sečke. Međutim, usled trenja i smicanja između meljnih ploča rafinera, proizvedena vlakna imaju uglavnom manju dužinu. Na slici 5.1 vidi se da smanjenje zazora između diskova dramatično skraćuje vlakna već u primarnom rafineru, što je posledica velikog trenja i otpora pri početnom razvlaknjavanju sečke. U toku sledeće faze razvlaknjavanja, smanjenje dužine vlakana odigrava se u znatno manjoj meri. (Muhić, 2008).

Ukoliko je razmak manji od kritičnog, a brzina obrtanja meljnih diskova veća, još više se uve-ćava pojava presecanja vlakana i učešće drvne prašine (slika 5.2). Međutim, u sekundarnoj fazi razvlaknjavanja, u uslovima visoke konzistencije (HC), dužina vlakana se ne menja značajno, ali se zato u većem obimu odigrava fibrilizacija vlakana koja utiče na ocedljivost vlaknaste mase, tako što se ocedljivost smanjuje sa porastom fibrilizacije (slika 5.1). Ovaj pad ocedljivosti može se još više uvećati ukoliko se poveća broj obrtaja diskova u uslovima niske konzistencije (LC) kao posledica znatnog uvećanja fibrilizacije, skraćenja vlakana kao i povećanog učešća drvnog brašna (slika 5.3). Vlaknasta masa koja se dobija u slučaju visoke konzistencije po pravilu je uvek više fibrilizirana od one koja se proizvodi u uslovima niske konzistencije, sem u slučaju kada je razmak između meljnih ploča daleko veći od kritičnog (pri čemu se javlja rezanje), jer je dejstvo sila međusobnog trenja vlakno o vlakno dominantniji mehanizam razvlaknjavanja koji zbog svog “nežnog” delovanja proizvodi slabije fibriliziran površinski sloj vlakana (slika 5.4).

Slika 5.1. Uticaj veličine zazora između meljnih ploča na dužinu vlakana i ocedljivost u uslovima visoke konzistencije pri razvlaknjavanju u primarnoj i sekundarnoj fazi

(1, 2, 3 - različita merenja) (Muhić, 2008)

Slika 5.2. Uticaj zazora meljnih ploča na prosečnu dužinu vlakana četinarske vlaknaste mase pri različitom broju obrtaja i ukupnoj dužini dodira sečiva od 2,74 km (Mohlin, 2003)

Slika 5.3. Uticaj zazora meljnih ploča na ocedljivost vlakana četinarske vlaknaste mase pri različitom broju obrtaja i ukupnoj dužini dodira sečiva od 2,74 km (Mohlin, 2003)

180 181

5. Kvalitet vlakana

Različiti oblici oštećenja vlakana istraživani savremenom Simensovom metodom bojenja i posmatranjem ultrastrukture površine vlakana na skenirajućem elektronskom mikroskopu (SEM), prikazani su na slici 5.5. Lokalna oštećenja u vidu delaminacije/unutrašnja fibrilizacije (D/UF) vlakana ranog drveta, na slici su prikazana mrljama žute boje (slika 5.4, a i e). Pojave rasprsnuća i napuklina zidova vlakana prikazanih žutim mrljama na slici 5.4 (b i c), uobičajeni su oblici oštećenja koja nastaju dejstvom sečiva meljnih ploča rafinera. Povećani sadržaj vlage dovodi do bubrenja ćelijskog zida, izrazito na mestima lokalne delaminacije i unutrašnje fibri-lizacije, što se može primetiti na slici 5.4 (d). Primer intenzivne D/IF može se videti na slici 5.4 (f), dok su fibrilizirani krajevi vlakana takođe česta pojava, i ona je ilustrovana na slici 5.4 (g). Pojava D/UF može se javiti ne samo sporadično već i na većem području duž vlakana, kako je to prikazano na slici 5.4 (h).

Sečiva na meljnim pločama dejstvom na smicanje, razdvajaju vlaknaste elemente aksijalno po srednjoj omekšaloj ligninskoj membrani, dajući elementarna vlakna ili snopove vlakana. U manjem procentu sečiva prerezuju vlaknaste elemente i oštećuju ćelijski zid vlakana, kao što je to prikazano na slikama 5.4 i 5.5. Na mestima oštećenja ćelijskog zida javljaju se lokalna mesta fibrilizacije (češljaste zone po obodu ili na krajevima vlakana), koja povećavaju ukupnu speci-fičnu površinu vlakana po jediničnoj masi i rezultuju većim stepenom mlevenja (rafiniranja). Ova mesta su bogatija OH grupama celuloze a siromašnija ligninom, koji je nosilac budućih samolepljivih svojstava vlakana u opraciji vrelog presovanja. Iz tog razloga, fibrilizacija vlakana sa jedne strane, pospešuje stvaranje vodoničnih veza koje su od presudnog značaja za ostvari-vanje adhezivnih veza u mokrom postupku proizvodnje vlaknatica, a sa druge strane usporava oceđivanje vlaknastog tepiha koji u postupku filtracije mora da ima sposobnost brzog obe-zvodnjavanja.

5.1. FIBRILIZACIJA VLAKANA

Slika 5.4. Delovanje meljnih ploča rafinera na drvno vlakno i neke karakteristike vlakana (HC-visoka konzistencija, LC-niska konzistencija, Stepen mlevenja (ocedljivosti): °ŠR -Schopper Riegler,

CSF-Canadian Standard freeness) (Jie, 2011)

Slika 5.5. Informacije o unutrašnjim promenama u strukturi zidova vlakana, kao što je dela-minacija/unutrašnja fibrilizacija (D/IF), prikupljene primenom Simensove metode bojenja (SS) i

transformisane u kvantitativne podatke. Razmerne crte (skale): a, d - 20 μm; b, e -50 μm; c - 30 μm; f, h - 100 μm; g - 150 μm (Fernando et al., 2011)

Razvojem tehnika naučnih ispitivanja došlo se do saznanja da se u postupku rafinisanja redukuje debljina ćelijskog zida vlakana za oko 10 - 20 % pri njegovoj gustini od 1,5 mg/mm3. Postepeno ljuštenje slojeva ćelijskog zida sa površine vlakana ogleda se u opadanju sadržaja lignina kako po površini vlakana, tako i u frakciji finih čestica koje po prirodi već imaju manji sadržaj lignina jer nastaju odvajanjem unutrašnjih slojeva ćelijskog zida, koji su siromašniji ligninskom komponentom. Različiti tipovi vlakana takođe proizvode i različite tipove finih če-stica. Uglavnom sitne čestice nastaju od zadebljalih ćelijskih zidova koji potiču od kasnog dr-veta, dok se to u znatno manjoj meri dešava kod vlakana koja imaju tanak ćelijski zid. Smatra se da se oko 50 % sitnih čestica formira od oljuštenih slojeva ćelijskog zida, dok drugi 50% na-staje od ćelija traka drveta i delova vlakana nastalih presecanjem ili cepenjem. Sitna frakcija, koja nastaje tokom ranije faze rafiniranja ima tipični oblik ljuspe, a kasnije poprima vlaknasti oblik u uslovima visoke konzistencije (slika 5.6, a). Pojava aksijalno pocepanih vlakna je više karakteristična za vlaknaste elemente ranog drveta (slika 5.6 a, b). Kao posledica povećanja kompresije u zoni razvlaknjavanja, učestalost ove pojave se uvećava ukoliko raste stepen kon-zistencije tokom rafiniranja. Ljuštenje spoljnjih slojeva ćelijskog zida, delaminacija zida (raspu-kline) i cepanje vlakana, rezultuje u smanjenju debljine vlakana i u opadanju njihove elastič-nosti, međutim, plastičnost i prilagodljivost vlakana raste čineći ova vlakna najpogodnijim za proces formiranja tepiha (Vehniäinen, 2008).

182 183

5. Kvalitet vlakana

Analiza strukture površine u novijim istraživanjima dodatno je potvrdila da pritisak u rafine-ru i specifična energija razvlaknjavanja značajno utiču na definisanje konačne strukture površi-ne vlakana. Slika 5.7 prikazuje da najveći deo vlaknaste mase dobijene pod pritiskom u rafineru od 4,4 bara i pri specefičnoj energiji razvlaknjavanja od 1510 kWh/t, čine vlakna sa otkrivenim S1 slojem. Pri istom pritisku u rafineru, ali pri većem utrošku specifične energije od 1790 kWh/t, na površini manjeg broja vlakana biva otkriven i S2 sloj. U oba slučaja dolazi do pojave fibrili-zacije S1 soja u vidu ljuspica (slike 5.7, a i b). Povećanjem pritiska u rafineru na 6,4 bara (1790 kWh/t), povećava se i učešće vlakana sa otkrivenim S2 slojem. Kao posledica ljuštenja, površina ovih vlakana je na nekim mestima potpuno glatka i prekrivena isključivo S2 slojem (slika 5.7, c). Daljim povećanjem pritiska u rafineru na 7,1 bar i specifične energije na 1980 kWh/t, površinu vlakana uglavnom čini S2 sloj sa znatnom fibrilizacijom u vidu traka iz unutrašnjosti S2 sloja (Fernando et al., 2011).

Slika 5.6. SEM fotografije vlakana ranog drveta nakon rafiniranja: a) izgled ljuspi slojeva ćelijskog zida, b) aksijano rascepljen ćelijski zida (Vehniäinen, 2008)

Slika 5.8. Proces bubrenja: a) ćelijskog zida u prisustvu vode, b) SEM fotografija vlažnog drvnog vlakna (Vehniäinen, 2008)

Slika 5.9. Šematski pirkaz formiranja hidratisane celuloze i SEM fotografija izgleda hidratisane celulozne površine (a) i primer unutrašnje fibrilizacija ćelijskog zida celuloznog vlakna (b)

(Homonoff, 2008)

Slika 5.7. SEM fotografije koje prikazuju površinske morfološke karakteristike vlakana termomehaničke vlaknaste mase pri različitim uslovima razvlaknjavanja (skala: a, b, c i d = 30 μm)

(Fernando et al., 2011)

U vlažnim uslovima, tokom razvlaknjavanja, površinski slojevi vlakna reaguju sa vodom usled čega ćelijski zid vlakna bubri znatno više na onim mestima koja su prekrivena S2 slojem (slika 5.8, b). Voda razara vodonične veze između bočnih lanaca polisaharida tako što se njeni molekuli vezuju sa -OH grupama, a daljom apsorpcijom ugrađeni dipoli vode međusobno se orijentišu razmičući lance polisaraida, pospešujući unutrašnje fibriliranje ćelijskog zida (slika 5.8, a).

Osim toga, celulozni fibrili na mestima fibrilizacije lako su dostupni molekulima vode sa ko-jom reaguju, i pretpostavlja se da grade hidrate (slika 5.9). Taj proces se naziva “hidratacija ce-luloze”. Hidratisani molekuli celuloze, slično koloidima, privlače H+ i OH– jone vode usled čega vlakno bubri i stvara gel koji vlaknastoj masi daje specifičanu “masnoću” (slika 5.9, a). Pri sušenju tepiha, ovaj gel deluje kao cement i daje mu potrebnu jačinu. Na osnovu ovog svojstva vlakna-sta masa se može klasifikovati na “masnu” i “posnu” sa dugim, katkim ili srednje dugim vlaknima. Za “posnu” masu karakteristična su slabo razvlaknjena vlakna, dok se “masna” masa uglavnom sastoji iz taknih fibriliziranih vlakana, velike gipkosti i sposobnosti da formiraju tepih.

184 185

5. Kvalitet vlakana

Primer uticaja stepena fibrilizacije vlaknaste mase, izražen kao stepen mlevenja, na meha-nička i apsorpciona svojstva tvrde vlaknaste ploče proizvedene mokrim postupkom, prikazan je na slici 5.10. Na ovoj slici može se uočiti da stepen mlevenja intenzivnije utiče na zateznu i savojnu čvrstoću ploče upravo zbog veće kontaktne površine vlakana koja su više fibrilizirana, dok je apsorpciona sposobnost upijanja vode kod ovih ploča daleko manje zavisna od ste-pena fibriliziranosti. Osim ovih uticaja, navedeni primer ističe da se neće poboljšati svojstva gotove ploče kada se prekorači neki optimum fibriliziranosti date vlaknaste mase za dati set tehnoloških parametara. Iz tih razloga, svaki pogon treba da pronađe optimalnu fibrilizaciju vlaknaste mase za svoju proizvodnju.

Slika 5.10. Uticaj stepena mlevenja na apsorpciona svojstva i mehaničku čvrstoću ploče proizvedene mokrim postupkom (Kollmann, 1975)

U praksi je usvojeno nekoliko metoda za ocenu kvaliteta proizvedenih vlakana i to: određi-vanje nasipne mase vlakana (kg/m3), ocena izgleda vlaknaste mase, analiza frakcionog sastava prosejavanjem i određivanje stepena mlevenja (rafiniranja).

Rast troškova proizvodnje, a naročito cena električne energije, ističu sve veću važnost opti-mizacije i kontrole u procesu proizvodnje vlaknatica. Istovremeno, svaka fabrika teži da posti-gne značajna poboljšanja bitnih karakteristika procesa uz postojeću opremu i date proizvod-ne uslove. Pri tome, jedan od ciljeva procesa proizvodnje vlaknatica jeste izrada vlaknaste mase zahtevanog i ujednačenog kvaliteta. Ovaj aspekt proizvodnje, međutim, podrazumeva brojne uticajne faktore koji mogu dovesti do značajnih varijacija u kvalitetu vlaknaste mase. Imajući u vidu da se većina uticajnih faktora nalazi u funkciji vremena, njihova sveobuhvatna analiza tradicionalnim metodama zahtevala bi velike količine uzoraka i kompleksan metodo-loški pristup. Neki od razloga za što efikasnijom kontrolom kvaliteta vlaknaste mase mogu se, između ostalog, sagledati i kroz sledeće faktore (Jackson, 2008):

•Heterogenostsirovogdrvnogmaterijala,kojaseogledaupromenidistribucijedimenzijasečke, smeše drvnih vrsta i sadržaja vlage sečke. •Promenljivoststepenaproizvodnje,zavisiodnačinamerenjaprotokamaterijala,(zapre-minski ili maseni protok), pri čemu promena dimenzija sečke utiče na maseni protok, a time i na specifičnu energiju razvlaknjavanja. •Nedostatakpravovremenihinformacija,ukazujenaneophodnostodređivanjakvalitetavlakana neposredno po njihovoj proizvodnji i na potrebu povećanja učestalosti merenja.

Metode za praćenje kvaliteta vlakana mogu se u osnovi svrstati u tri grupe:

•Tradicionalnemetode ispitivanjavlakana,zasnovanesunapovremenomuzorkovanju,kondicioniranju i pripremi vlakana za ispitivanje, dajući odgovarajući broj podataka u posma-tranom periodu od 24 h. •Principautomatskoguzorkovanja,pružaznačajnapoboljšanjau ispitivanjunekihsvoj-stava vlažne vlaknaste mase, kao i mogućnost simulacije ispitivanja kondicioniranih vlakana, dajući odgovarajući broj podataka u periodu od jednog časa. •Kontinualnouzorkovanjeurealnomvremenu,predstavljaučestalamerenjasvihmorfo-loških svojstava vlakana, čije rezultate veoma brzo transformiše u opšte pokazatelje kvaliteta vlaknaste mase, dajući odgovarajući broj podataka po jednoj minuti.

Tradiconalni sistem praćenja kvaliteta vlaknaste mase u praktičnom pogledu predstavlja veoma spor i zahtevan proces, čija je efikasnost u određenoj meri poboljšana uvođenjem automatskog principa uzorkovanja. Međutim, pravovremena dostupnost podataka o kvalite-tu vlaknaste mase omogućena je tek primenom savremenih sistema kontinualnog uzorkova-nja, koji eliminišu potrebu za vremenski duge i skupe postupke pripreme i ispitivanja uzora-ka. Jedan od takvih uređaja predstavlja analizator vlakana, tipa InovoCell (slika 5.11), pomoću kojeg se mogu obaviti merenja direktno na procesnoj liniji, ali koji takođe pruža mogućnost i šaržnog načina ispitivanja.

5.2. KONTINUALNO PRAĆENJE KVALITETA VLAKANA

186 187

5. Kvalitet vlakana

Slika 5.11. Analizator vlakana (InovoCell)

Slika 5.12. Varijabilnost kvaliteta vlaknaste mase posmatrana kroz promenu dužine vlakana u posmatranom vremenu (Jackson, 2008)

Slika 5.13. Dužine, širina i specifična površina vlakana u funkciji vremena i njihova distribucija (Jackson, 2008)

Slika 5.14. Korelacija rezultata ocedljivosti vlaknaste mase dobijenih standardnom

metodom i primenom instrumenta InvoCell (Jackson, 2010).

U opštim crtama, pomenuti uređaj primenjuje metodu analize slika (image analysis) pri visokoj rezoluciji i softversku analizu dobijenih podataka. Ovo omogućuje veoma brz i efikasan način prikupljanja osnovnih morfoloških podataka direktim ispitivanjem vlakana u vodenoj suspenziji (Johanson et al., 2007). Primer kontinualnog merenja parametra dužine vlakana u posma-tranom vremenu dat je na dijagramima na slici 5.12. Na dijagramu se može uočiti intenzitet varijacija dužine vlakana unutar jednog časa, što jasno ukazuje na opravdanost uvođenja siste-ma koji pružaju veću učestalost merenja, odnosno primene principa kontinualnog uzorkovanja i merenja.

Analizator vlakana InovoCell direktno meri karakteristike vlaknaste mase kao što su: stepen melevenja (°SR) ili ocedljivost (ml CSF); prosečna dužina i širina vlakana; distribucija dužine i širine vlakana; uvijenost vlakana, debljina ćelijskog zida vlakana i dr. Neki od izlaznih rezultata, dobijeni kontinualnim merenjem, prikazani su dijagramima na slikama 5.13 i 5.14. Slika 5.13 predstavlja kalibracioni dijagram na kome se može uočiti jaka korelacija između rezultata ocedljivosti dobijenih standardnom laboratorijskom metodom sa rezultatima dobi-jenim metodom kontinualnog uzorkovanja uz primenu InovoCell analizatora vlakana. Pored direktnog merenja ocedljivosti i geometrijskih karakteristika vlakana, InovoCell analizator vlaka-na može biti primenjen u postupcima indirektnog određivanja fizičkih i mehaničkih karakteri-stika vlaknaste mase, poput: optičkih svojstva, natresne mase, sadržaja prašine i sitnih čestica, indeksa zatezanja ili kidanja, izduženja vlakana i drugih svojstava. Uređaj se takođe može prime-niti za merenje onih parametara koji su od bitnog značaja za poboljšanje tehnološkog procesa, kao što su: iskorišćenje toplote, stepen proizvodnje, brzina rotacije diskova rafinera, efikasnost razvlaknjavanja niske ili visoke konzistencije i sl. (Jackson, 2008; Johanson et al., 2007).

188 189

5. Kvalitet vlakana

Jedan od veoma važnih elemenata u mokrom postupku proizvodnje vlaknatica, jeste ukla-njanje procesne vode iz vlaknaste mase. Veći deo ove vode biva oceđen tokom formiranja vlaknastog tepiha filtracijom na dugom situ. Takođe, značajan deo vode cedi se između valjaka vlažne prese, dok se zaostala voda u vidu vodene pare uklanja u vreloj presi. Vlakna sa relativno niskim stepenom mlevenja omogućuju brzo oceđivanje vode iz vlaknaste mase ili vlaknastog tepiha, što dalje dovodi do bržeg formiranja tepiha i do većeg kapaciteta proizvodnje. Nasu-prot tome, relativno visoki stepen mlevenja omogućuje bolje međusobno preplitanje vlakana, te ostvarivanje jače adhezivne veze. Međutim, ovakva vlakna utiču na sporije oceđivanje vode iz vlaknaste mase. Očigledno je da se stepen mlevenja odnosi na određena fizička svojstva vlaka-na i da, prema tome, ima značajan uticaj na svojstva gotove ploče, kao i na proizvodnost fabrike. Metode ispitivanja stepena mlevenja u osnovi predstavljaju simulaciju formiranja vlaknastog tepiha u mokrom postupku. Samim tim, rezultat ispitivanja stepena mlevenja predstavlja proce-nu performansi date vlaknaste mase na liniji za formiranje tepiha. U industriji ploča vlaknatica uglavnom se primenjuju sledeće aparature za ispitivanje stepena mlevenja: •AparatpoŠoper-Rigleru(Schopper-Riegler), •Kanadskistandardniaparat, •Defibratoraparat.

Aparat po Šoper-Rigleru predstavlja prvi merni uređaj za ispitivanje stepena mlevenja drvnih vlakana koji se zasniva na različitoj brzini filtracije vode kroz sloj vlakana određene mase a različite gustine i strukture koji se stvara na mreži aparata (slika 5.14, a). Stepen mlevenja iska-zujeseuŠoper-Riglerovimstepenima(°SR),ipredstavljarecipročnuvrednostkoličinefiltrataprikupljenog u mernoj posudi ispod bočnog otvora odvodnog levka. Faza merenja počinje sa podizanjem zaptivnog konusnog poklopca u cilindru aparata. Tačno 1000 ml vodene suspen-zije vlakana (2g apsolutno suvih vlakana) filtrira se kroz kružnu bronzanu mrežicu (sito) površi-ne 100 cm2, smeštene na dnu cilindra. Tada se na situ formira tepih vlakana, dok istovremeno voda odlazi u odvodni levak koji sadrži razdelnik mlaza i dva otvora (donji i bočni otvor). Vlakna sa niskim stepenom mlevenja dovode do bržeg formiranja tepiha, odnosno do brže filtracije vode kroz sito. U ovom slučaju, relativno veća količina vode prolazi kroz širi, bočni otvor. Nasu-prot tome, vlakna sa visokim stepenom mlevenja imaju sposobnost da formiranju kompaktniji strukturu tepiha na površini sita, čime se usporava filtracija vode. Gustina i struktura tepiha zavisi od dimenzija vlakana i od stepena njihove fibriliziranosti (posna ili masna). Filtrat, koji prolazi kroz bočni otvor prihvata se u mernoj posudi koja je graduisana u opsegu od 0 do 100 °SR, idući od vrha prema dnu posude. Vrednost od 0 °SR teoretski odgovara količini od 1000 ml prikupljenog filtrata, dok vrednost 100 °SR odgovara količini od 0 ml filtrata. Ukoli-ko je merna posuda graduisana isključivo u jedinicama ml, tada se vrednost °SR izračunava prema sledećem obrascu:

gde je X - količina filtrata prikupljenog u mernoj posudi (ml).

Slika 5.15. Aparati za određivanje stepena mlevenja vlakana: a) Schopper-Riegler i b) Standardni kanadski aparat

5.3. STEPEN MLEVENJA DRVNIH VLAKANA OdređivanjestepenamlevenjavlakananaaparaturipoŠoper-Riglerustandardnoobavljase sa tačno odmerenom količinom vlakana, ekvivalentnoj količini od 2 g vlakana u apsolutno suvom stanju, kao i na temperaturi ispitivanja od 20 °C. Svako odstupanje od pomenutih uslo-va zahteva korekciju rezultata ispitivanja. Kanadski standardni aparat prevashodno se koristi za merenje stepena mlevenja vlakana uindustrijipapira(slika5.15,b).IakoovajuređajradinasličnomprincipukaoiaparatpoŠoper-Rigleru, sama metoda merenja često nije dovoljno osetljiva za relativno uzak zahtevani opseg stepena mlevenja vlakana namenjenih za proizvodnju ploča. Usled toga, ovaj aparat se ređe primenjuje u industriji ploča vlaknatica.

Defibrator aparat daje rezultate ispitivanja stepena mlevenja u defibrator sekundama (d.s.). Ovim uređajem zapravo se meri vreme potrebno za potpuno oceđivanje formiranog tepiha vlakana. Pri tome, ukupno 128 g vlakana suspendovanih u 10 l vode filtrira se kroz sito povr-šine 366 cm2 i pri kontrolisanom vazdušnom pritsku. Stepen mlevenja vlakana uobičajen za prozvodnju izolacionih ploča i ploča vlaknatica u mokrom postupku iznosi između 12 i 40 d.s. (Suchsland and Woodson, 1986). Ispitivanje stepena mlevenja, bilo kojom od navedenih metoda, ne pruža potpunu sliku o karakteristikama vlakana. Dve različite vlaknaste mase mogu imati identičan stepen mleve-nja, ali sasvim drugačije proizvodne karakteristike, jer brzina filtracije može da bude ista kroz posnu masu vlakana malih dimenzija i masnu masu dugačkih vlakana Takođe, stepen mlevenja ne ukazuje uvek na stvarne karakteristike oceđivanja na liniji za formiranje tepiha. Pouzda-ni odnos između stepena mlevenja date vlaknaste mase i njenih proizvodnih karakteristika, određuje se za svaku fabriku posebno. Tek u tom slučaju, ispitivanje stepena mlevenja postaje važan element kontrole kvaliteta.

190

Jedna važna karakteristika vlaknaste mase - stepen mlevenja, nije od presudne važnosti u proizvodnji vlaknatica suvim postupkom. Ovde su od presudne važnosti karakteristike koje utiču na jačinu unutražnjih veza, kao što su: učešće prašine, distribucija veličine vlakana i nasi-pna masa vlaknaste mase. Na primer, povećano učešće prašine odvlači značajnu količinu vezi-va, koja time neće imati značajan uticaj na čvrstoću gotove ploče. Distribucija veličine vlakana veoma zavisi od primenjenog predtretmana, a ima značajne posledice u pogledu kvaliteta površine ploče i njene čvrstoće. Na kraju, nasipna masa je posebno važna za proizvodnju ploča srednje gustine u suvom postupku (MDF). Ukoliko je suvi vlaknasti materijal nasipne mase ispod 30 kg/m3, može se smatrati superiornim u odnosu na vlaknastu masu sa većom nasipnom masom.

Literatura

Fernando, D., Muhic, D., Engstrand, P., Daniel, G. (2011) Fundamental Understanding of Pulp Property Development Under Different Thermomechanical Pulp Refining Conditions as Observed By a New Simons’ Staining Method and SEM Observation of the Ultrastructure of Fibre Surfaces. Holzforschung, 65, pp. 1-10.Homonoff E.C., Evans R.E., Weaver C.D. (2008) Nanofibrillated Cellulose Fibers: Where Size Matters in Opening New Markets to Nanofiber Usage. International Conference on Nanotechnology for the Forest Products Industry, June 25-27, 2008, St. Louis, Missouri, USA.Jackson, M. (2008) Mechanical Pulping - Fibre development and Energy Considerations. Power Smart Forum conference, Nov. 17-19, Vancouver.Jackson, M. (2010) Demonstration Projects – Continuous Pulp Quality Monitoring and Process Control. Pulp and Paper Energy Efficiency Workshop, April 6-7, Vancouver, BC.Johanson, O., Jackson, M., Wild, N.W. (2007) Three Steps to Improved TMP Operating Efficiency. In: Proceedings of the Inter-national Mechanical Pulping Conference, May 6 – 9, 2007, Minneapolis: Tappi Press, 1, pp. 356-369.Kollmann, F.F.P., Kuenzi, W.E., Stamm, A.J. (1975) Principle of Wood Science and Technology, II Wood Based Materials. Berlin Heidelberg, New York: Springer-Verlage, pp. 552-672.Mohlin U. B. (2003) On the complexity of LC refining: changing consistency and flow rate in the Beloit DD Refiner, Scientific and technical advances in refining and mechanical pulping, Pira Intl., Leatherhead, UK.Muhić, D. (2008) High consistency refining of mechanical pulps during varying refining conditions - High consistency refiner conditions effect on pulp quality. Master of Science Thesis, Department of Physics, Chemistry and Biology, Linköping Univer-sity, Sweden, p. 82.Suchsland, O. and Woodson, G.E. (1986) Fiberboard manufacturing practices in the United States. USDA Forest Service, Agri-culture Handbook No. 640.Vehniäinen, A., (2008): Single fiber properties – a key to the characteristic defibration patterns from wood to paper fibers. Dissertation for the degree of Doctor of Science in Technology, Department of Forest Products Technology, Helsinki University of Technology, p. 97.

191

6. MOKRI POSTUPCI IZRADEDRVNO-VLAKNASTIH PLOČA

Karakteristike vlaknaste mase, impregnacija, formiranje i dalja obrada ploča uskladjeni su sa vrstom ploča koje se izrađuju, odnosno tehnološkim procesom proizvodnje. Specifičnost ovih postupaka je u tome što se formiranje tepiha iz drvno-vlaknaste mase izvodi u vodenoj sredini. Ovim postupcima izradjuju se tvrde i izolacione ploče.

Slika 6.1. Šema proizvodnje tvrdih drvno-vlaknastih ploča mokrim postupkom (po Defibratoru AB)

192 193

6. Mokri postupci izrade drvno-vlaknastih ploča

Tvrde vlaknaste ploče proizvode se uglavnom, po postupku „DEFIBRATOR“. Tok proizvodnje prikazan je na slici 6.1. Sirovina u obliku porubaka i odrezaka sa pilane ili oblica transpotrerom dovodi se na sekačicu. Proizvedena sečka izuzima se iz sekačice pomoću ciklona i doprema na sita za prosejavanje sa kojih se zadovoljavajuća frakcija elevatorom transportuje u silos sečke. Krupna sečka sa sita odvodi se na mlin za dositnjavanje, a zatim se dositnjena sečka pneumat-skim transportom ponovo vraća na sito na prosejavanje. Iz silosa sečka se pužnim transporte-rom dozira u kontinualni kuvač gde se tretira parom. Tako obrađena sečka razvlaknjava se na primarnom rafineru (defibratoru), a dobijena vlaknasta masa pod pritiskom pare izbacuje se u ciklon iz kojeg se ispušta u prvi bazen (kacu) za lagerovanje vlaknaste mase u gde se meša sa vodom. Iz ove kace masa se pumpom prebacuje na sito na separaciju na kome se izdvajaju dve frakcije. Vlaknasta masa zadovoljavajućeg stepena mlevenja koja je prošla kroz sito, pumpom se doprema na ugušćivač, odakle se prebacuje u drugu kacu za podešavanje koncentracije vlaknaste suspenzije. Krupna vlaknasta masa, koja je zaostala na situ, dodatno se razvlaknjava na sekundarnom rafineru i pumpom prebacuje u prvu kacu iz koje se ponovo transportuje na prosejavanje i ugušćivanje. Iz druge kace vlaknasta suspenzija pumpom se prebacuje u treću kacu za impregnaciju, u koju se dozira vezivo za oblepljivanje, parafin i aditivi. U odeljenju za pripremu sredstava za impregnaciju posebno se priprema parafin koji se prvo topi i dozira u mešalicu za emulgovanje, u koju se pomoću posebnih dizni koje stvaraju snažno turbulentno kretanje, uvodi vrela voda i mešaju se zajedno uz dodatak emulgatora (amonijum oleat). Pri-premljena parafinska emulzija pumpom se dozira u kacu za impregnisanje. Vlaknasta masa im-pregnisana vezivom i parafinom pumpom se prebacuje do prelivnog sanduka, uz istovremeno dodavanje vodenog rastvora aluminijum sulfata (glinice) u potrebnoj količini, koji uz mešanja taloži parafin i vezivo na drvna vlakna. Iz prelivnog sanduka vlaknasta masa se izliva na dugo sito na kome se formira kontinualni vlaknasti tepih filtracijom.

Udaljavanjem vode ceđenjem i uz pomoć vakuum partija na izlasku sa linije za formiranje, vlaknasti tepih se prerezuje vodenim mlazom pod pritiskom na format ploče koji odgovara etažama vrele prese. Iskrojene vlažne ploče prebacuji se na limove sa mrežicom (podmetače) i lageruju u ulaznom liftu pomoću koga se istovremeno ubacuju u vrelu hidrauličnu simultanu presu. Po završetku presovanja, ispresovane ploče istovremeno se izvlače pomoću izlaznog lif-ta iz kojeg se pojedinačno vade i razdvajaju od limova i mrežice. Podložni limovi sa mrežicom transporterom se odvode na čišćenje i pranje i pozicioniraju za ponovnu upotrebu. Ispresovane ploče ubacuju se preko uređaja za utovar u vagonete komore za kaljenje, u kojoj se pod dej-stvom toplote završava proces očvršćavanja veziva u ploči. Posle kaljenja vagoneti sa pločama se transportuju u komoru za klimatizaciju u kojoj se održava relativna vlaga vazduha od 65 ± 5 %. Ploče se zadržavaju u njoj sve dok ne uspostave ravnotežnu vlagu po celoj debljini uz relaksa-ciju zarobljenih napona nastalih tokom vrelog presovanja. Klimatizovane ploče se obrezuju na konačan format mašinama za uzdužno i poprečno rezanje i skladište.

Slika 6.2. Kace (rezervoari) za lagerovanje i impregnaciju vlaknaste mase [Metso] i oblici propelera mešalice [Sulzer]

6.1.1. Lagerovanje vlaknaste mase

Vlaknasta masa dobijena po napred opisanom postupku prikuplja se u rezervoarima koji se nazivaju “kacama“. Glavni zadatak ovih kaca je da obezbedi rezervu vlaknaste mase ispred mašine za odlivanje, odnosno dugog sita za formiranje tepiha. Kapacitet lagera zavisi od kapa-citeta pogona i obično to je količina vlaknaste mase koja je dovoljna da obezbedi nesmetan rad pogana tokom 1 do 3 časa. Drvno-vlaknasta masa čuva se najčešće pri koncentraciji oko 3 %. U ovim rezervoarima dolazi i do ujednačavanja stepena mlevenja vlaknaste mase ukoliko je masa izrađena na nekoliko mašina. Istovremeno, u ovim kacama se izvodi impregnisanje vlakana vezi-vom i aditivima i podešava potrebna koncentracija vlaknaste suspenzije za uspešno formiranje vlaknastog tepiha.

Kace su vertikalni sudovi cilindričnog oblika, napravljeni od betona i zapremine do 85 m3 (slika 6.2). Za održavanje konstantne koncentracije mase u svakom rezervoaru ugrađena je ver-tikalna mešalica, koja se sastoji od nekoliko čvorova, od kojih jedan pokreće drvno-vlaknastu masu, a drugi daje smer kretanja i uslovljava vertikalno kretanje mase (turbulentno). Rotiranje ovih mešalica pokreće elektromotor najčešće snage od 20 kW i sa 1460 min-1. Mešalice mogu biti stacionarne i tada su pozicionirane u samom centru kace ili pokretne kada se kružno kreću u samoj kaci, kao što je prikazano na slici 6.2 (a). Mešalice su napravljene od nerđajućeg čelika koji je otporan na dejstvo kiselina jer je suspenzija vlakana kiselog karaktera. Osim toga, ove mešalice se koriste i u kacama u kojima se tretira vlaknasta masa sredstvima za impregnaciju koji još više zakiseljavaju vlaknastu suspenziju. Mešalice moraju imati stabilan rad u uslovima tople suspenzije čija temperatura može biti i iznad 35 °C i ako se ova temperatura smatra gra-ničnom, jer se na većoj temperaturi pogoršava kvalitet impregnisanja.

6.1. OBRADA VLAKNASTE MASE POSLE DEFIBRIRANJA (MLEVENJA)

194 195


Slika 6.3. Horizontalni separatori primarne vlaknaste mase sa ravnim sitom(a, b) i sa cilindričnim sitom (c) i vertikalni separator sa cilindričnim sitom (d) (Parason)

6.1.2. Sortiranje vlaknaste mase

Prema savremenim šemema proizvodnje ploča, predviđeno je dvostepeno razvlaknjavanje bez sortiranja vlaknaste mase. U proizvodnji izolacionih ploča vlaknasta masa se sortira posle sekundarnog razvlaknjavanja, dok se sortiranje u proizvodnji tvrdih i polutvrdih ploča obavlja posle primarnog razvlaknjavanja. Za sortiranje vlaknaste mase u ranijem periodu obično su uporebljavana ravna vibraciona sita sa otvorima prečnika 5 - 7 mm na kojima se razdvaja krupna nerazvlaknjena masa od zado-voljavajuće. U novije vreme, koriste se savremeniji separatori sa ravnim sitima i cilindični sortirači (slika 6.3). Konzistencija ulazne vlaknaste mase je 1,5 - 4 %, broj obrtaja sita 890 - 1220 min-1 koje pokreće motor snage 22 - 55 kW, pri pritisku ulazne pulpe od oko 1,5 - 2 kg/cm2. Kod ovih separatora i sortirača istovremeno se koristi i sveža voda za razblaživanje konzistencije. Sortirači se koriste za vlaknastu masu nakon sekudarnog razvlaknjavanja. Otvori na cilindričnim sitima mogu biti različitih oblika i na različitim rastojanjima, kao što je prikazano na slici 6.4.

Uređaji za pranje i ceđenje vlaknaste mase koriste se isključivo u mokrom postupku proi-zvodnje vlaknatica. Njihova uloga je da iz vlaknaste mase uklone rastvorene nečistoće, poput hemiceluloza. Ukoliko zaostanu u vlaknastoj masi, ove supstance dovode do slepljivanja drvnog mateirjala za vrele ploče prese i generalno umanjuju kvalitet ispresovane ploče. U osnovi, prin-cip rada uređaja za pranje zasniva se na uklanjanju zagađene tečne faze, odnosno vode koja prati vlaknastu masu, i dovođenju novih količina sveže vode ili neke druge tečnosti za pranje. Rastvorene čvrste supstance predstavljaju primarne vodene zagađivače u fabrikama vlaknati-ca mokrog postupka. Postupci njihovog uklanjanja i naknadni tretmani predstavljaju značajan udeo u troškovima fabrike i zbog toga zahtevaju pažljivu analizu. Samim tim, operacija pranja često predstavlja kompromis između čistoće vlaknaste mase i udela sveže vode koja se dopre-ma u sistem. Pri tome se današnji trendovi u rešavanju problema rastvorljivih supstanci zasni-vaju ili na izradi odgovarajućeg proizvoda ili na recikliranju tehnološke vode u onoj meri dok sadržaj čestica ne dosegne gornje granice tolerancije (Suchsland i Woodson, 1986).

Slika 6.4. Različiti tipovi sita: a) ravna sita, b) cilindrična sita; c) različiti oblici otvora na sitima i d) različiti oblici rotora koji potiskuju vlaknastu masu kroz sita [Parason]

6.2. PRANJE VLAKNASTE MASE

196 197


Tokom pranja, natopljena mreža vlakana (vlaknasti tepih) biva podvrgnut dejstvu tečnosti za pranje (čista voda ili odgovarajući rastvor). Tepih vlaknaste mase formira se na filteru koji predstavlja žičano ili perforirano sito, na kome se odigrava ekstrakcija filtrata iz vlaknaste mase zadržane na površini sita. Faze materijala koje učestvuju u operaciji pranja mogu se podeliti na tri osnovne frakcije: 1) slobodna tečna faza, 2) nepokretna tečna faza, zarobljena između vlakana i unutar lumena vlakana i 3) čvrsta faza koju čine sama vlakna (Slika 6.5) (Gullichsen, 1976).

Slika 6.5. Opšti princip operacije pranja vlaknaste mase i prikaz suspenzije vlakana sa slobodnom i zarobljenom vodom

Slika 6.6. Principi pranja vlaknaste mase: a) razblaživanjem i filtriranjem, b) izmenjivanjem tečnosti i c) kompresiono ceđenje

Slobodna voda (ili neka druga tečnost) koja se nalazi u okolini vlakana može biti oceđena, zamenjena drugom tečnošću ili istisnuta van mreže vlakana. Sa duge strane, zarobljena voda koja se nalazi unutar i između vlakana manje je dostupna, a njen transfer ka zoni slobodne vode rukovođen je sporim procesom difuzije. Uklanjanje ove vode u tehnološkim uslovima može se postići isključivo presovanjem. Tokom oceđivanja vlakana, deo rastvorenih suspstanci vezuje se za njih putem sorpcije. Ova-ko zaostale supstance skoro je nemoguće ukloniti iz vlaknaste mase (Krotscheck, 2006).

6.2.1. Principi pranja vlaknaste mase

Sistemi za pranje vlaknaste mase mogu biti izvedeni kao jednostepeni ili višestepeni. U osno-vi se tehnike pranja vlaknaste mase mogu svrstati prema sledećim principima (slika 6.6):

•Pranjerazblaživanjemifiltriranjem, •Pranjezamenjivanjemtečnostii •Kompresionooceđivanje.

Najjednostavniji postupak pranja vlaknaste mase predstavlja princip naizmeničnog rasblaži-vanja i filtriranja (slika 6.6, a). U prvom koraku dovedena vlaknasta masa meša se sa čistom vo-

dom (1), nakon čega sledi faza izdvajanja filtrata uz odvođenje oprane vlaknaste mase (2). Iako se efikasnost ovog postupka povećava sa povećanjem broja ponavljanja, sam nivo efikasnosti je u osnovi nizak i zavisi od konzistencije do koje se vlaknasta masa razblažuje i ugušćuje. Efikasnost takođe zavisi i od intenziteta sorpcije rastvorenih supstanci na vlakna i vremena potrebnog da se one difuzijom uklone iz vlakana. U savremenim fabrikama postupak pranja razblaživanjem i filtriranjem veoma se retko koristi kao zaseban sistem. Međutim, ovaj princip je čest u slučaje-vima kada se u procesu proizvodnje zahteva razblaživanje vlaknaste mase, bilo da se radi o fazi prosejavanja vlakana, ujednačenom raspoređivanju vlakana u zoni formiranja tepiha ili za bilo potrebe homogenog umešavanja aditiva. Ideja da se novom količinom čiste vode ili druge tečnosti za pranje, zameni postojeća teč-nosti u suspenziji vlakana, predstavlja osnov za princip pranja zamenjivanjem (slika 6.6, b). Po ovom principu, dovedenoj vlaknastoj masi u početnoj fazi dodaje se nova količina tečnosti za pranje (1) na takav način da ona istiskuje (zamenjuje) tečnost koja dolazi sa vlaknastom masom (2). U završnoj fazi, tečnost za pranje u potpunosti zaprema prostor zamenjene tečnosti (3). Ova-kav postupak naizgled je efikasniji od postupka razblaživanja i filtriranja. Idealno bi sva tečnost koja dolazi sa vlaknastom masom, uključujući i rastvorene supstance, trebalo da bude zamenje-na novom tečnošću. Međutim, u praktičnoj primeni to nije slučaj usled mnogih pojava: u zoni dodira nove i zamenjene tečnosti dolazi do njihovog mešanja; difuzioni procesi ograničavaju protok zarobljene tečnosti; na površini vlakana javljaju se sorpcioni procesi i konačno, nehomo-genost vlaknaste mase dovodi do kanalisanja protoka nove tečnosti.

198 199


Još jedan od načina za smanjenje količine neželjenih supstanci, sadržanih u vlaknastoj masi, predstavlja kompresiono oceđivanje, odnosno princip uklanjanja tečnosti putem dejstva meha-ničkog pritiska, koji je šematski prikazan na slici 6.6 (c). Vlaknasta masa se mehanički presuje u odgovarajućem uređaju (1), pri čemu pritisak istiskuje filtrat iz tepiha vlakana (2). U početku filtrat većim delom čini sobodna voda koja okružuje vlakna, dok se pri nastavku presovanja cedi voda i iz lumena vlakana (3). Uklanjanje neželjenih rastvorenih supstanci odigrava se prostim sma-njenjem zapremine tečnosti iz suspenzije vlaknaste mase. Pri dovoljno dugom vremenu pre-sovanja, količina tečnosti koja je oceđena (količina filtrata) izjednačava se sa količinom tečnosti dovedene sa vlaknastom masom. U praksi, međutim, koncentracija neželjenih supstanci biće veća u tečnosti zarobljenoj unutar vlakana nego u slobodnoj tečnosti, usled procesa sorpcije i nedovoljnog vremena za njenu difuziju. Oceđivanje zarobljene tečnosti konačno se odigrava u završnim fazama presovanja.

6.2.2. Višestepeno pranje

Kada pranje vlaknaste mase u jednom stepenu ne zadovoljava potrebe procesa, tada se primenjuje višestepeno pranje, koje može biti izvedeno serijom jednostepenih uređaja ili jed-nim višestepenim uređajem za pranje. Veoma efikasan pristup u višestepenom pranju vlakna-ste mase predstavljalo bi dovođenje čiste vode svakom pojedinom stepenu, međutim, ovakav pristup nije ekonomičan, te se ovakvi sistemi u praksi zasnivaju na principima protivstrujnog i frakconog pranja (slika 6.7). Protivstrujno pranje vlaknaste mase zasniva se na protivstrujnom protoku vode ili druge teč-nosti za pranje. Po ovom principu se sveža i čista tečnost dovodi vlaknastoj masi na izlazu iz poslednjeg stepena uređaja za pranje (2), pri čemu se filtrat dalje odvodi u suprotnom smeru, u svaki naredni stepen i konačno napušta uređaj sa zone prvog stepena (1). Filtrat sa prvog stepe-na, koji napušta uređaj za pranje, ima najveću koncentraciju nepoželjnih rastvorenih supstanci.

Filtrat se dalje odvodi na preradu, na primer u postrojenje za otparavanje. Osim prednosti ma-njeg utroška filtrata za postizanje relativno veće koncentracije rastvorenih supstanci, protivstruj-no pranje omogućuje i veću energetsku efikasnost postrojenja, imajući u vidu da manja količina filtrata ujedno smanjuje gubitak toplotne energije iz sistema. Frakciono pranje predstavlja modifikovani postupak protivstrujnog pranja, kojim se postiže veća efikasnost u odnosu na standardne višestepene sisteme. Ovaj postupak u osnovi se za-sniva na deobi dovoda tečnosti za pranje i posebnom prikupljanju razdeljenih filtrata sa datog stepena, kao što je šematski prikazano na slici 6.7 (b). Filtrat sa drugog stepena koji sadrži veću koncentraciju rastvorenih supstanci (2/1) odvodi se na zamenjivanje najzagađenije frakcije teč-nosti, koja dolazi sa vlaknastom masom u prvi stepen (1/1). Čistiji filtrat iz drugog stepena (2/2) odvodi se na drugi deo prvog stepena (1/2). Filtrat na izlasku iz uređaja za pranje (2/2) je najčistiji, jer je u najvećoj meri razblažen tečnošću za pranje.

6.2.3. Uređaji za pranje vlaknaste mase

Danas postoje različiti tipovi i varijante uređaja za pranje vlaknaste mase, pri čemu svaki od njih treba da sadrži dovoljno veliku radnu površinu za obezbeđenje početnog oceđivanja, za-menjivanja tečnosti i konačnog ugušćivanja (podešavanja konzistencije). Pored toga, vreme pranja mora da bude dovoljno dugo da omogući odigravanje difuzionih procesa. Karakteristič-ne tipove uređaja za pranje vlaknaste mase, koji se koriste u proizvodnji ploča vlaknatica, pred-stavljaju: mašine za pranje sa rotirajućim bubnjem, pužne prese i valjčane prese.

Mašine za pranje sa rotirajućim bubnjem ili bubanj mašine za pranje, jedni su od prvih ure-đaja za kontinualno pranje vlaknaste mase. Nakon dužeg vremena razvoja i inovacija, danas postoje različite varijante ovih uređaja od kojih su najpoznatije vakuum mašine za pranje i mašine za pranje pod pritiskom.

Bubanj u vakuum mašini za pranje predstavlja cilindar od žičanog sita koji se okreće u koritu sa vlaknastom masom (slika 6.8). Vlaknasta masa ulazi u korito preko dovodne kutije i prelivnog grebena. Rotirajući oko svoje uzdužne ose, bubanj zahvata vlaknastu masu iz korita i odnosi je u zonu pranja, gde serije prskalica nanose vodu na formirani tepih vlaknaste mase. Oceđivanje vlaknaste mase dodatno se može poboljšati ugradnjom pritisnih valjaka na kraju zone pranja. Konačno, tepih vlakana se odstranjuje sa površine žičanog sita pomoću razdelnika i pada u puž-ni odvodni transporter, koji ujedno rastresa grudve tepiha. Unutar bubnja održava se potpritisak koji omogućuje tečnoj fazi iz vlaknaste mase, kao i svežoj vodi iz prskalica, da prolaze kroz žičano sito, na čijoj površini zaostaje formirani tepih od ugušćenih vlakana. Vakuum se uobičajeno stvara slobodnim padom filtrata kroz vertikalnu odvodnu cev, relativno velike dužine, što uslovljava postavljanje ovakvih uređaja na većim visi-nama. Iako se povećanje efikasnosti vakuum mašina postiže povećanjem temperature, sama temperatura filtrata ne bi smela da prelazi nivo od 80 do 85 °C, zbog toga što pritisak pare na temperaturama bližim tački ključanja narušava stanje vakuuma.

Slika 6.7. Postupci višestepenog pranja vlaknaste mase: a)protivstrujno pranje i b) frakciono pranje

200 201


Kod mašina za pranje pod pritiskom, natpritisak vazduha u okolini bubnja ostvaruje se pomoću ventilatora ugrađenog u poklopac uređaja (slika 6.9). Za razliku od vakuum mašina za pranje, ovi uređaji mogu da rade pri temperaturama bliskim tački ključanja. Vlaknasta masa ulazi u korito, gde biva zahvaćena žičanim sitom bubnja. Na bubnju se formira tepih vlaka-na koji potom prolazi kroz dvostepenu zonu pranja. Nakon prolaska ispod zaptivnog valjka, tepih vlakana se odvaja sa površine bubnja. Uređaj je zatvorenog sistema, čime se gubitak vazduha svodi na minimalnu moguću meru.

Slika 6.8. Princip rada vakuum mašine za pranje vlaknaste mase [Coru-Dek, Impco]

Slika 6.10. Šema četvoro-stepenog sistema za pranje vlaknaste mase sa tri mašine za pranje [Dorr-Oliver]

Slika 6.11. Poprečni presek pužne prese za oceđivanje vlaknaste mase [Bauer]

Slika 6.9. Dvostepena mašina za pranje pod pritiskom [Sunds Rauma]

Efikasnost pranja konvencionalnih bubanj mašina u velikoj meri zavisi od rasporeda prska-lica i mogućnosti uređaja da spreči naknadno vlaženje tepiha vlakana filtratom iz unutrašnjo-sti bubnja. Vlaknasta masa koja se dovodi u ove uređaje obično ima konzistenciju između 0,5 i 1,8 %, dok je izlazna konzistencija u opsegu od 10 % za vlakna visokog stepena mlevenja, pa do 18 % za vlaknastu masu niskog stepena mlevenja (Krotscheck, 2006). Na slici 6.10 šematski je prikazana serija vakuum mašina sa rotirajućim bubnjem u višeste-penom sistemu protivstrujnog pranja. Filtrat iz svake naredne mašine vraća se u prethodnu, u funkciji tečnosti za pranje, čime se povećava koncentracija rastvorenih supstanci u izlaznom filtratu.

Pužna presa za oceđivanje vlaknaste mase prikazana je na slici 6.11. Do ceđenja dolazi kada se vlaknasta masa pužnim vretenom dovede do konusne cevi. Pritisci od nekoliko storina bara dovode do oceđivanja vode kroz perforirano sito na kućištu uređaja.

202 203


Slika 6.12. Izgled pužne prese za oceđivanje [Andritz]

Stepen uklanjanja vode iz pužnih presa izražen u procentima od ukupnog sadržaja vode, znatno je veći nego kod vakuum mašina za pranje. Konzistencija izlazne vlaknaste mase kod pužnih presa iznosi oko 75 %. Pužna presa praktično uklanja sve rastvorene nečistoće van teh-nološke vode, obezbeđujući njeno recikliranje. Ovaj sistem smanjuje emisiju tehnološke vode na veoma nizak nivo, koja se u ovom slučaju prečišćava od strane gradskog sistema. Takođe, smanjen je i zahtev za svežom vodom. Na slici 6.12. prikazana je savremena pužna presa kompanije Andritz, koja se koristi za ce-đenje ili ugušćivanje vlaknaste mase.

Valjčane prese za pranje i oceđivanje vlaknaste mase tipa TwinRoll [Metso] počele su da se proizvode 50 - ih godina prošlog veka, pri čemu sadašnji dizajn predstavlja petu generaci-ju ovih uređaja, znatno povećanog kapaciteta, čak i do 6 000 t dnevno prerađene vlaknaste mase, izraženo u apsolutno suvom stanju (slika 6.13) (Annon, 2012). Ove prese mogu da prihvate vlaknastu masu konzistencije od 3 % pa do 10 %. Po ulasku u presu, u zoni oceđivanja for-mira se tepih vlaknaste mase čija se konzistencija povećava na 8 do 12 % (Krotscheck, 2006). Vlaknasta masa se navodi u prostor između rotirajućih valjaka i fiksnih olučenih pregrada, pri čemu oceđena voda iz vlaknaste mase prolazi kroz otvore u unutrašnju zonu valjaka (slika 6.13). Optimalni protok vlaknaste mase u presi kontroliše se podešavanjem razmaka između valjka i pregrade, a prema zahtevima procesa. Po napuštanju zone oceđivanja, tepih vlakana ulazi u zonu izmenjivanja tečnosti.

Slika 6.13. Prikaz valjaka za ceđenje u valjčanoj presi tipa TwinRoll (Metso)

Slika 6.14. Položaj ueđaja za doziranje RotoFormer u valjčanoj presi [Metso]

Ovde se dodaje čista voda ili neka druga tečnost za pranje, koja zamenjuje vodu iz vlakna-ste mase u unutrašnjosti valjaka. Vlaknasta masa se konačno presuje između dva valjka, pri čemu zazor između valjaka kontroliše izlaznu konzistenciju suspenzije vlakana, koja uobičaje-no iznosi oko 30 do 35 %. Filtrat se odvodi iz prese kroz otvore na krajevima valjaka. Jednu od karakteristika novih TwinRoll valjčanih presa predstavlja rotacioni dozirni sistem RotoFormer, koji uz nizak pritisak pri doziranju obezbeđuje ujednačeno raspoređivanje vlaknaste mase na valjke prese (Slika 6.14).

204 205


6.3. IMPREGNACIJA VLAKANA

Impregnacija predstavlja proces u kome se dodaju veziva i drugi aditivi vodenoj suspenziji vlakana, tako da pod kontrolisanim uslovima dođe do njihove koagulacije i taloženja na vlakna (Cobb and Swanson, 1971). U proizvodnji ploča vlaknatica mokrim postupkom impregnacija ima za cilj da smanji apsorpciju vode u gotovoj ploči, a time i debljinsko bubrenje, uz istovremeno povećanje njene čvrstoće.

Sredstva koje se dodaju u impregnaciji dele se na: •supstance koje smanjuju upijanje vode i debljinsko bubrenje, uglavnom parafin (ugljovo-donik, opšte formule CnH2n+2 i reda veličine C15H32, C35H72), u obliku emulzije sa vodom, pri čemu njegov sadržaj obično ne prelazi 1,5 % od mase apsolutno suvih vlakana, •veziva koja imaju zadatak da povećaju mehanička svojstva ploče, kao što su sintetske ter-moreaktivne smole (urea- ili fenol-formaldehidna) ili ulja (laneno, talovo ili tungovo), •emulgatori koji imaju zadatak da disperguju hidrofobna sredstva (kao što je parafin) u vo-denoj fazi (najčešće se upotrebljava tehnički čista oleinska kiselina "olein" u smeši sa amonija-kom, pri čemu nagrađeni oleat amonijaka služi kao emulgator, koji se najčešće dodaje u količini od 3 % od mase parafina), •koagulatori su sredstva čijim se dodavanjem stvaraju neophodni uslovi za taloženje sred-stava impregnacije, na suspendovana drvna vlakna (najbolje rezultate pokazuje hidrat alumi-nijum sulfata Al2(S04)3•18H2O - nativni alumogenit, odnosno alumo-kalijumove stipse), koji se dodaju u količini koja je neophodna da se postigne pH vrednost 4,0 do 5,0 vlaknaste suspenzije (obično oko 0,5 - 1,5 % u odnosu na masu suvih vlakana), •aditivi za povećanje biootpornosti predstavljaju uglavnom neorganske i organske sup-stance antiseptičnog dejstva, kao na primer NaF, Na2SiF6 i ZnCl2, fenoli, pentahlorofenoli i dr., •aditivi za povećanje vatrootpornosti predstavljaju različite antipirene koji imaju zadatak da povećaju optornost prema zapaljivosti i širenju vatre. Dodavanje agenasa impregnacije (aditiva) u mokrom postupku odvija se u dve faze. U prvoj fazi, uz dodatak neophodne količine vode, mešaju se aditivi i vlakna. U drugoj fazi se hemijskim putem pospešuje taloženje aditiva, odnosno njihov prelazak iz vodene sredine i vezivanje za površinu vlakana, gde ostaju tokom daljeg procesa obezbeđujući njihova hidrofobna svojstva. Hemizam procesa objašnjava se disocijacijom aluminijum sulfata na H2SO4 i amfoterni Al(OH)3, pri čemu sumporna kiselina obrazuje kiselu sredinu, dok se aluminijum hidroksid po-naša prema ravnotežnoj jednačini (2):

Ravnoteža se pomera ulevo u višku H3O+ jona, a udesno u prisustvu viška OH- jona. U kiseloj sredini preovlađivaće, katjoni Al3+, a u baznoj sredini aluminat joni AlO2-. S obzirom na kiseli karakter vlaknaste suspenzije u višku će uvek biti koncentracija Al3+. Katjoni aluminijuma stvaraju pozitivan naboj kod veziva i drugih aditiva. Tako se dobijaju dva partnera od kojih jedan ima katjonsku (vezivo, parafin), a drugi anjonsku površinu (drvno vlakno), što dovodi do njihovog međusobnog vezivanja. Multivalentni joni aluminijuma talože većinu anjonskih emulzija, kao što su to emulzije veziva i parafina. Ovaj proces se odvija pri pH vrednosti vlaknaste suspenzije od 4,1 do 4,5, koja se postiže dodavanjem aluminijum sulfata, a prema mehanizmu prikazanom na slici 6.15. Aluminijumovi joni takođe imaju ulogu stvaranja niskoenergetske površine u gotovoj ploči, odnosno površine koja odbija molekule vode (Swan-son et al., 1971). Pri upotrebi fenol-formaldehidnog veziva, povećava se pH vrednost vlaknaste suspenzije, što znatno povećava utrošak alumijum sulfata. U takvim slučajevima može se koristiti alumi-nijum sulfat sa dodatkom sumporne kiseline za uspostavljanje optimalne kiselosti suspenzije. Međutim, dodatak kiseline intenzivnije razgrađuje drvno tkivo usled hidrolitičkih procesa i sa-mim tim nepovoljno utiče na kvalitet konačne ploče, što se ilustrovano na slici 6.16.

Slika 6.15. Reakcije taloženja prvog sloja aditiva na vlakna (Warson, 1972)

206 207


Pri taloženju, sredstva impregnacije ne oblažu vlakno u obliku opne, već se talože kao kapi prečnika 0,1 - 5 μm, na mesta sa izraženom fibrilizacijom. Glatki, nedovoljno fibrilirani delovi snopova vlakana ostaju praktično nepokriveni ovim sredstvima. Time se objašnjava činjenica da na kvalitet i homogenost impregnisanja utiče frakcioni sastav vlaknaste mase i stepen mle-venja. Slabo defibrirana masa se teže oblepljuje, a veći deo upotrebljenih sredstava odliva se sa filtratom pri formiranju vlaknastog tepiha. Sa druge strane, povećanjem stepena mlevenja usporava se operacija formiranja vlaknastog tepiha. Iz tih razloga, stepen mlevenja se obično podešava u optimalnim granicama.

Tokom taloženja veziva i parafina na vlakna treba obratiti pažnju da se taloženje odvija ujednačeno. Neujednačeno deponovanje dovodi do slabijeg efekta vezivanja i slabijeg kva-liteta ploče. Sem toga, veći dodatak aluminijum sulfata od optimalnog pospešuje hidrolitičku razgradnju vlakana drveta, što za posledicu ima lošija fizička i mehanička svojstva gotove plo-če. Uticaj količine dodatka aluminijum sulfata na apsorpciju vode, debljinsko bubrenje, zateznu i savojnu čvrstoću tvrde vlaknatice, prikazan je na slici 6.17.

Slika 6.16. Uticaj dodatka FF veziva na svojstva tvrdih vlaknatica pri korišćenju Al2(SO4)3 i H2SO4 kao koagulatora (Kollmann, 1975)

Slika 6.17. Uticaj dodatka alumijum sulfata vodenoj suspenziji vlakana na apsorpciju vode, debljinsko bubrenje, zateznu i savojnu čvrstoću tvrde vlaknatice - lesonita (Kollmann, 1975)

Osim navedenog, neophodno je imati u vidu i da se uvođenjem koagulatora u suspenziju, na vlakna talože i smolne kiseline sadržane u sirovini (npr. pri upotrebi četinara) koje služe kao vezivo. Zato se u nekim slučajevima dodaje koagulator ali ne i vezivo. Mehanizam dejstva ko-agulatora na proces impregnacije parafinom sličan je kao i kod kolofonijuma. Međutim, osim elektrostatičkih sila, vezivanje čestica parafina obezbeđuje se i preko flokula stipse. Efekat impregnacije u gotovoj ploči pospešuje se sušenjem.

6.3.1. Kolofonijum

U industriji papira, uobičajeno sredstvo impregnacije je kolofonijum. On se u manjem obi-mu koristi i u proizvodnji ploča vlaknatica, ali isključivo za izolacione ploče. Kolofinijum je prirodni materijal koji se u vidu čvrste smole dobija iz drveta bora (Watkins, 1971). Može se dobiti iz živog drveta destilacijom; ekstrakcijom borovog panja i daljim rafinisanjem ili frakcionom destilacijom talovog ulja. Kao sredstvo za impregnaciju, kolofonijum se priprema saponifikacijom u hidrolitičkom procesu, tako što se istopljenom kolofonijumu dodaje natrijum hidroksid ili natrijum karbo-nat. Impregnant se potom emulguje ili dodaje direktno u vodenu suspenziju vlakana. Rastvo-rena emulzija ima pH vrednost između 9 i 10. Koagulatori koji se koriste za taloženje kolofonijuma na vlakna, kao i drugih aditiva, uglav-nom su aluminijum sulfat - Al2(S04)3 ili stipsa (najčešće u vidu 15 % vodenog rastvora). Oni se dodaju u vidu rastvora u količini koja je dovoljna da se pH vrednost suspenzije spusti na 4,5, nakon čega dolazi do taloženja (Lull, 1971). Dodatak kolofonijuma do 2 % mase suve supstan-ce u odnosu na masu suvih vlakana, značajno pospešuje vlagootpornost ploče. Iznad ove vrednosti efekat kolofonijuma se smanjuje, da bi preko 3 % bio skoro zanemarljiv. Samim tim, dodatak kolofonijuma obično iznosi oko 3 % (Swanson et al., 1971).

6.3.2. Parafin

Parafin (parafinski vosak) je ugljovodonik relativno visoke molske mase (300 – 700 g/mol) i dobija se iz sirovog ulja, kao ostatak ili proizvod destilacije. Tačka topljenja parafina kreće se iz-među 46 i 68 °C. Nerastvorni su u vodi i u hemijskom pogledu su inertna jedinjenja (Porter, 1971).

Parafin se za impregnaciju priprema topljenjem i emulgovanjem u vodenoj fazi. U proizvodnji vlaknatica, parafin se isključi-vo koristi za poboljšanje vlagootpornosti ploče. Emulgovani i homogenizovani parafin dodaje se vodenoj suspenziji vlakana na temperaturama is-pod njegove tačke topljenja, pri čemu se kao ko-agulator koristi stipsa. Parafin se takođe koristi i u suvom postupku proizvodnje vlaknatica, pri čemu se dodaje direktno u istopljenom obliku ili u vidu emulzije i mehanički se distribuira na sečku (slika 6.18) ili na vlakna. U nekim slučajevima, parafin se dodaje vlaknima zajedno sa emulzijom veziva.Slika 6.18. Mesto dodavanja parifina

208 209


Dodatak parafina ima tendenciju da smanji mehanička svojstva ploče i to u većoj meri u odnosu na kolofonijum, naročito kada se dodaje u količinama preko 0,5 % suve supstance u odnosu na masu suvih vlakana. Međutim, dodatak parafina u iznosima od 0,2 do 0,5 %, ima neznatan uticaj na čvrstoću ploče (Suchsland and Woodson, 1986).

6.3.3. Asfalt

Asfalt je crn ili tamnobraon, čvrst ili polučvrst, cementni materijal koji pri zagrevanju polako prelazi u tečno stanje i čiji su osnovni sastojci bitumeni. Asfalt se nalazi u prirodi, a može se pro-izvesti rafinisanjem nafte ili putem mešanja pomenutih bitumena međusobno ili sa naftom ili sa njenim derivatima. Asfalt značajno varira u sastavu, svojstvima i nameni. Asfalt koji se koristi za impregnaciju vlakana ima veći sadržaj smole, ali manju molsku masu i manji sadržaj ulja u odnosu na asfalt za puteve. Kao sredstvo impregnacije, asfalt se koristi u vidu emulzije, a taloži se primenom alumi-nijumove stipse. Pri tome, temperature vodene suspenzije i uređaja za formiranje tepiha ne smeju da pređu 55 °C. Čestice asfalta bivaju mehaničkim putem uhvaćene flokulama stipse da bi potom elektrostatičkim silama bile vezane za vlakna. Nakon dodavanja stipse, potrebno je izvesno vreme kako bi se obezbedilo odigravanje gore pomenutog procesa, pri čemu se u rezervoarima za mešanje (kacama) održava zahtevana konzistencija vlakana u vodenoj suspen-ziji. U cilju što boljeg zadržavanja asfalta na vlaknima prilikom formiranja tepiha filtracijom, pH vrednost vodene suspenzije treba da iznosi između 4 i 5. Upotreba asfalta kao sredstva impregnacije ne umanjuje čvrstoću adhezivne veze, već na-suprot, kod izolacionih ploča može dovesti do povećanja zatezne i savojne čvrstoće. Ovo je rezultat poboljšanog oceđivanja i formiranja vlaknastog tepiha u odnosu na primenu drugih sredstava impregnacije (Lorenzini, 1971). Usled svoje tamne boje, primena asfalta u proizvodnji vlaknatica ograničena je isključivo na građevinske izolacione ploče. Neke vrste prirodnih asfal-ta takođe se koriste kao veziva u proizvodnji vlaknatica za zidne obloge i slične proizvode.

6.3.4. Veziva u mokrom postupku

Lignin je pre svega potencijalno najvažnije vezivo u proizvodnji vlaknatica mokrim postup-kom. Ukoliko je nakon procesa razvlaknjavanja lignin izložen na površni vlakana i aktiviran u vreloj presi, dodatak posebnog veziva tada nije neophodan. Ovim principom proizvode se vlaknatice u mokrom Masonit postupku. Većina drugih postupaka zahteva primenu drugih veziva, bilo u cilju pospešivanja ligninske veze bilo da samostalno ostvare zadatak vezivanja. Tabela 6.1. daje uprošćeni prikaz veziva koja se uobičajeno koriste u proizvodnji vlaknatica. Razvitku mokrog postupka proizvodnje tvrdih ploča vlaknatica - lesonita, tokom 40-ih go-dina prošlog veka, značajno je doprinela dostupnost sintetskog fenol-formaldehidnog (FF) veziva, sa visokom pH vrednošću. Prednost ovog veziva je ta što se lako taloži na vlakna i u uslovima filtracije tokom formiranja tepiha, relativno u većem stepenu zaostaje na njima. Zbog ovakvog efekta, FF vezivo proizvodi ploče poboljšanih mehaničkih karakteristika. Suvi postupak proizvodnje vlaknatica, međutim, isključivo zavisi od primene termoreaktiv-nih sintetskih veziva, imajući u vidu da u ovim procesima ne dolazi do uslova koji bi pogodovali adekvatnom stvaranju ligninskih veza.

Mokro-suvi posupak sa druge strane, ne pogoduje termoreaktivim vezivima (poput feno-lnih), zbog toga što tepih prolazi kroz oštre uslove sušenja pre ulaska u vrelu presu, čime bi došlo do preranog očvršćavanja ovih veziva, te se u ovom postupku koriste termoplastična veziva. U mokro-suvom postupku mogu se upotrebiti i sušiva ulja, poput lanenog, tungovog ili talovog ulja. Takođe, moguća je i kombinacija sušivih ulja i termoplasta. Osim što slepljuju vlakna međusobno, veziva i ulja istovremeno imaju i ulogu sredstava impregnacije. Efekat im-pregnacije celog vlakna nastaje u slučaju većeg dodatka veziva i ulja, ali samo u slučajevma koji su ekonomski opravdani (Brown et al., 1966; Fahey and Pierce, 1973). Dodatak FF veziva u mokrom postupku proizvodnje lesonita obično iznosi oko 1 - 2 %. Uticaj različitog dodatka veziva, na primeru FF veziva, prikazan je na slici 6.19.

Na slici se može uočiti da povećanje dodatka FF veziva do opsega od 3 -5 % ima značajan uticaj, sa jedne strane, na povećanje savojne čvrstoće, a sa druge, na smanjenje debljinskog bubrenja i upijanja vode. Dalje povećanje dodatka veziva veoma malo doprinosi poboljšanju kvaliteta ploče i nije ekonom-ski opravdano. Količinu veziva i driguh aditiva, prema tome, treba podesiti u odnosu na željena svojstva gotovih ploča i zavisno od upotrebljene sirovine. U suvim postupcima proizvodnje vlaknatica utrošak veziva je značajno veći. Tako na primer, doda-tak urea-formaldehidnog veziva u proizvodnji vlakna-tica srednje gustine (MDF ploče) iznosi oko 8 - 11 %. Ponekad se u vlaknastu masu unose i speci-jalne emulzije ulja ili se tepih prska ovim emulzija-ma pre presovanja na mašini za formiranje. Emulzije

ulja pripremaju se u emulgatoru mešanjem 5% -tnog rastvora NH4OH sa 190 kg lanenog ulja i 10 kg maslinovog ulja na temperaturi od 30 °C. Pre unošenja pripremljena emulzija se razbla-žuje na koncentraciju od 10%.

Tabela 6.1. Tipovi veza između drvnih vlakana u ploči koja je proizvedena različitim postupcima (pojednostavljeni prikaz)

(Suchsland and Woodson, 1986)ojednostavljeni prikaz) (Suchsland and Woodson, 1986)

Proces Primarna veziva (veze) Sekundarna veziva Mokri postupak Izolaciona ploča vodonična veza skrob, asfalt S1S Masonit lignin - S1S lignin fenol, sušiva ulja S2S (mokro-suvi) lignin termoplasti, sušiva ulja Suvi postupak S2S fenol - MDF urea -

Slika 6.19. Uticaj dodatka fenil-formal-dehidnog veziva na svojstva lesonita pri

pH vrednosti impregnacije od 4,5

210 211


Primer tehnoloških parametara režima pripreme mase za proizvodnju drvno-vlaknastih ploča prikazani su u tabeli 6.2, kojom se ističe činjenica da svaki tip ploče zahteva uglavnom različite dodatke sredsava impregnacije u zavisnosti od uslova njihove primene.

Tabela 6.2. Količine dodavanja sredstava impregnacije tokom pripreme vlaknaste mase za proizvodnju drvno-vlaknastih ploča mokrim postupkom (Suchsland and Woodson, 1986)proizvodnju drvno-vlaknastih ploča mokrim postupkom (Suchsland and Woodson,

Tip ploča Komponeta

Jedinice mere polutrvrda tvrda veoma tvrda

oSR 14 -15 12 - 14 12 - 14 Stepen mlevenja drvno-vlaknaste mase d.s. 40 - 51 28 - 42 28 - 42

Kolofonijum % 1,2 - 2 1,5 - 2 1 - 2

Para�nskan emulzija % 1 - 1,5 1 - 1,5 -

Fenolformaldehidno vezivo % 3 - 5 3 - 5 3 - 5

Aluminijum sulfat (Al2(SO4)3) % 1,5 - 2 1,5 - 2 -

Emulzija maslinovig ulja i vode % - - 1 - 2

Smeša (Al2(SO4)3 + H2SO4 = 1:1 % - - 1,5

pH nakon impregnacije 4,2 - 4,8 4,2 - 4,8 4,2 - 4,8

6.3.5. Otpornost prema dejstvu vatre i biodegradacije

Drvo i drvni proizvodi, pa tako i poče vlaknatice, predstavljaju zapaljive materijale. Kada su izložene visokim temperaturama, vlaknatice emituju gasove sagorevanja koji doprinose ne samo razgradnji ploče, već proizvode i dim koji smanjuje vidljivost, ometa evakuaciju i iritira disajne organe (Holmes, 1977). Otpornost prema prodiranju vatre veoma je važno svojstvo kod elemenata kao što su stubo-vi, grede, podovi i sl., dok u slučaju pločastih drvnih proizvoda, poput vlaknatica, veoma važne karakteristike predstavljaju otpronost prema širenju vatre, pospešivanje gorenja i razvoju dima. Vatrootporna sredstva uglavnom čine stabilne neorganske soli. Mehanizam njihovog dej-stva zasniva se na hemijskoj promeni reakcija pirolize tokom gorenja, i to na takav način da omo-guće stvaranje manje količine zapaljivih gasova i katrana, a veću količinu ugljenisanog drveta i vode. U slučaju aluminijum trihidrata, mehanizam vatrozaštite uključuje i efekat hlađenja usled gubitka vode, kao i zamene drvne komponente sa negorivim neorganskim hemikalijama. Ploče vlaknatice, poput ostalih drvnih proizvoda, podložne su truljenju i napadu insekata, naročito kada su izložene uslovima koji to pospešuju. Fungicidna i insekticidna zaštita kod ploča vlaknatica obično se primenjuje u slučajevima kada se one proizvode ili šalju u tropska područja, odnosno područja sa povećanom temperaturom i vlažnosti vazduha. Natrijum pentahlorofenat predstavlja vodorastvornu natrijumovu so pentahlorofenola, i uglavnom se koristi za zaštitu ploča od buđi, truleži i termita. Dodaje se vodenoj suspenziji vla-kana u onoj meri u kojoj se obezbeđuje njegovo zadržavanje od 0,5 % u odnosu na suva vlakna, što je dovoljno za fungicidnu zaštitu, dok je za zaštitu od termita potreban veći dodatak (oko

0,75 %). Dodatak ovog sredstva, međutim, ima uticaja na proces impregnacije vlakana (Suchsland and Woodson, 1986). Za primenu natrijum pentahlorofenata, neophodno je da pH vrednost suspenzije vlakana bude 8,5 ili veća, što zahteva dodatak alkalija (baza). Ovo zaštitno sredstvo taloži se na vlakna zajedno sa drugim aditivima uz pomoć stipse ili kiseline. Transformiše se u visoko nerastvorni, slobodni pentahlorofenat i kao takav vezuje se za površinu vlakana. Njegova rastvorljivost i is-parljivost mogu da dovedu do značajanih gubitaka (od 25 do 60 %), međutim, u zatvorenim vodenim sistemima ovi gubici su manji (Suchsland and Woodson, 1986). Pentahlorofenat je toksična supstanca, te njegova primena zahteva značajnu pažnju u po-gledu prečišćavanja tehnološke vode, i zaštite radnika na datom delu proizvodne linije. Gotove ploče, naročito one koje dolaze u kontakt sa ljudskom kožom ili hranom, moraju biti površinski zaštićene (oplemenjene) pogodnim sredstvima.

6.3.6. Proces impregnacije vlaknaste mase

Slika 6.20. predstavlja opštu šemu protoka materijala u mokrom postupku proizvodnje vla-knatica, od primarnog rafinera, do stanice za formiranje tepiha. Na slici su takođe prikazani do-datak aditiva i dijagrami promene pH vrednosti i konzistencije suspenzije vlakana. Taloženje aditiva na vlakna obavlja se putem podešavanja pH vrednosti vodene suspenzije vlakana. U početku je pH podešena tako da obezbedi umešavanje emulzije aditiva sa vodom.

Slika 6.20. Šematski prikaz protoka materijala u mokrom postupku proizvodnje vlaknatica

Ova šema odnosi se kako na proizvodnju tvrdih i izolacionih ploča mokrim postupkom, tako i na proizvodnju S2S ploča mokro-suvim postupkom.

212 213


Nakon primarnog rafinisanja, dobijena vlaknasta masa se razblažuje do konzistencije koja pogoduje pumpanju, čime se ujedno smanjuje i njena kiselost. U ovom koraku dodaje se i ka-ustična soda (NaOH) kako bi se pH vrednost suspenzije vlakana povećala sa vrednosti ispod 4 na vrednost od 5 ili više. Veća pH vrednost smanjuje pojavu korozije i potpomaže ispiranje ra-stvorenih šećera (hemiceluloza) u mašinama za pranje vlaknaste mase. Sa druge strane, dodatak kaustične sode smanjuje hidrofobnost vlakana. Veći deo dodate vode ispira se u mašini za pranje. Ova voda nosi sa sobom biodegradabilne susptance i kao takva može se ponovo vratiti u sistem (recirkulacija vode) ili se uklaniti iz sistema, pri čemu je potrebno njeno prečišćavanje, odnosno uklanjanje štetnih susptanci. U sledećoj kaci smanjuje se konzistencija suspenzije vlakana na 3,5 %. Voda za razblaživanje može biti sveža, međutim, uobičajeno se koristi tehnološka voda, odnosno voda koja je do-bijena filtracijom pri formiranju tepiha na dugom situ. Recirkulacija tehnološke vode smanjuje zahteve za njeno prečišćvanje, a takođe vraća i određeni deo zaostalih hemikalija koje nosi sa sobom nakon faze formiranja tepiha. U istoj ovoj fazi dodaju se sredstva impregnacije, veziva i drugi aditivi i svi zajedno se umeša-vaju u suspenziju vlakana. U sledećoj kaci pH vrednost se smanjuje na 4,5 dodavanjem koagula-tora (najčešće stipse). Ovo dovodi do taloženja aditiva na vlakna. Nakon ove faze sledi sekundarno rafinisanje, nakon čega se vlaknasta masa dalje razblažuje na konzistenciju neophodnu u fazi formiranja tepiha (obično oko 2 %). Konačno podešavanje pH vrednosti obavlja se dodavanjem sumporne kiseline u poslednjoj kaci, ispred stanice za for-miranje tepiha.

6.3.7. Impregnacija u mokrom postupku proizvodnje S1S tvrdih ploča - lesonita

U standardnom mokrom postupku proizvode se tvrde ploče vlaknatice, glatke sa jedne stra-ne (S1S tvrde ploče - Lesonit). Uobičajeni aditivi za S1S tvrde vlaknatice jesu fenolno vezivo i parafin. Vezivo se dodaje u količinama od 0,5 do 1 %, a u nekim slučajevima i do 2 % suve sup-stance veziva na masu suvih vlakana. Ovaj dodatak je veoma važan za izbor odgovaraućeg ci-klusa presovanja. Suviše kratki ciklusi presovanja ne obezbeđuju potpuno očvršćavanja veziva. Iako se potpuni završetak reakcija polikondenzacije veziva može postći naknadnim toplotnim tretmanom gotove ploče, ne može se izbeći povratno-opružni (spring back) efekat, koji nastaje kao posledica ekspanzije ploče nakon otvaranja vrele prese. Ovaj efekat je naročito uočljiv duž ivica ploče, gde tokom presovanja nije postignuta temperatura jednaka onoj u centralnim delo-vima ploče. Kako bi se ovo sprečilo dodaju se veće količine veziva. Samim tim, prisutni su stalni kompromisi između dodatka veziva i ciklusa presovanja ili između cene veziva i kapaciteta pro-izvodnje. Na primer, povećanje cena veziva zahtevaće smanjenje dodatka veziva, a time i duže vreme presovanja kako bi se izbegli povratno-opružni efekti u ispresovanoj ploči. Jedan od postupaka za smanjenje povratno-opružnog efekta zasniva se na selektivnoj pri-meni vezivnog sredstva. Dodatna količina veziva ubrizgava se u vidu trake po ivicama tepiha, još tokom faze formiranja tepiha. Dodatak veziva u ovim ivičnim trakama može da iznosi čak i do 5 %, čime se povećava efikasnost veziva i postižu kraći ciklusi presovanja. Jedno drugo eksperimentalno rešenje podrazumeva prskanje veziva po površinama vlažnog tepiha, čime se pospešuje dimenzionalna stabilnost ploče. Međutim, u ovom slučaju povećava se i ukupan dodatak veziva.

Dodatak parafina, u veoma malim količinama od 0,1 do 0,5 % (u odnosu na masu suvih vlaka-na), značajno poboljšava vlagootpornost tvrde vlaknatice. Emulzija parafina može se rastvoriti i dodati prskanjem površine tepiha na dugom situ. Sprej emulzije parafina deluje kao antipenu-šavac, razbijajući površinske mehurove da bi potom bio uvučen dublje u tepih putem vakuuma. Međutim, u većini slučajeva parafin se u istopljenom stanju dodaje vlaknastoj suspenziji zagre-janoj na 80 oC ili se prethodno dodaje direktno u masu sečke. Ovo, međutim, dovodi do stva-ranja parafinskih kapljica i naknadnih mrlja na površini ploče koje mogu da ometaju operaciju oplemenjavanja ploče (Suchsland and Woodson, 1986). Dodatak parafina u nekim slučajevima može biti izostavljen. Efekti impregnacije mogu se ostvariti odrđenom kombinacijom drvne sirovine. Na primer, primenom kore Daglasove jele (Duglazije) u količini od 25 % od ukupnog drvnog materijala, podiže se zahtevana vlagootpor-nost, bez značajnog uticaja na proces ili kvalitet gotove ploče (Suchslandand Woodson, 1986). U proizvodnji S1S, tvrdih vlaknatica, uobičajeno se kao koagulator (sredstvo taloženja) koristi aluminijum sulfat ili aluminijumova stipsa. Međutim, neke fabrike su kao koagulator koristile sulfat gvožđa. Ova supstanca je u većoj meri korozivna u odnosu na stipsu i daje tamnosivu boju ploči, što u estetskom smislu ne predstavlja problem imajući u vidu naknadno oplemenjavanje ploča dekorativnim papirima. Pored toga, sulfat gvožđa pospešuje i intenzivnije penušanje vla-knaste suspenzije pri visokim temperaturama, tokom mešanja u kacama, tako da postaji realna opasnost prelivanja suspenzije iz kaca. Penušanje ometa ocedljivost vlakanste mase, što utiče na tok filtracije i formiranje tepiha. Fabrike S1S ploča takođe iz tih razloga često koriste antipenušavce, koji se dodaju vlaknastoj suspenzije neposredno pre operacije formiranja tepiha, u cilju razbijanja mehurova. U ranijim periodima proizvodnje korišćen je kerozin, dok se danas upotrebljavaju specijalna sredstva čiji je zadatak da smanje površinski napon vode i time dovedu do prskanja vazdušnih mehurova. Pri tome, treba imati u vidu da previše veliki dodatak antipanušavih sredstava u većini slučajeva ima negativan uticaj na impregnaciju vlaknastog tepiha.

6.3.8. Impregnacija u mokro-suvom postupku proizvodnje S2S ploča

Proizvodnja S2S vlaknatica u mokro-suvom podrazumeva operaciju intenzivnog sušenja mokro formiranog tepiha, neposredno pre njegovog ulaganja u vrelu presu. Samim tim, isklju-čena je primena fenlonih veziva, kao i bilo kojih drugih termoreaktivnih veziva usled mogućno-sti njihovog preranog očvršćavanja. Lepljenje vlakana u ovom postupku zasniva se na njihovim samo-lepivim svojstvima, od-nosno na formiranju ligninskh veza u vreloj presi. Proces adhezije se može pospešiti i ojačati dodavanjem sušivih ulja ili temoplastičnih veziva, pri čemu izbor zavisi od krajnje primene ploče.

214 215


6.4. FORMIRANJE TEPIHA

Mašine za formiranje tepiha koriste vodu kao medijum za distribuciju vlakana. Formiranje tepiha nastaje kada se vodena suspenzija vlakana filtrira kroz žičano sito, pri čemu voda prolazi kroz sito, dok se na njegovoj površini zadržavaju vlakna formirajući vlaknasti tepih.

Kvalitet ove operacije u velikoj meri zavisi od koncentracije vlakana u vodenoj suspenziji, pri kojoj dolazi do formiranja tepiha. Povećana koncentracija vlaknaste suspenzije dovodi do uče-stalih međusobnih sudara vlakana, čime se ograničava njihova pokretljivost, a što za posledicu ima stvaranje vlaknastih grudvi (flokulacija). Ovo "mehaničko preplitanje" vlakana dovodi do nejednakog formiranja tepiha i do varijacija gustine u gotovoj ploči. Ispod određene kritične koncentracije vlaknaste suspenzije, postiže se skoro neometano kretanje vlakana. Tada, među-tim, nakon uklanjanja vode, vlakna imaju težnju ka sleganju bez međusobnog preplitanja, koje je neophodno za ostvarivanje zahtevne jačine tepiha. Slika 6.21 pokazuje efekat koncentracje vlaknaste susenzije na savojnu čvrstoću ploče.

Slika 6.21. Uticaj koncentracije vlaknaste suspenzije pri formiranju tepiha na savojnučvrstoću ploče od drvnih vlakana (Lampert, 1967)

Pri koncentraciji vlaknaste suspenzije na kojoj se postiže maksimalna savojna čvrstoća iz-begnuto je stvaranje vlaknastih grudvi, međutim, javlja se pojava "kolektivnog sleganja", koja rezutuje u znatno uvećanoj trodimenzionalnoj mreži vlakana. Na osnovu iskustava iz prakse smatra se da je koncetracija od 0,9 do 1,8 % vlakana suspendovanih u vodi, otimalna za uspeš-no formiranje tepiha. Od bitne važnosti za kapcitet proizvodnje i ekonomičnost procesa, jeste brzina pri kojoj se voda uklanja iz mase vlakana. Dominantan parametar pri tome jeste ocedljivost samog vla-knastog materijala, okarakterisana stepenom mlevenja. Još jedno važno svojstvo predstavlja temperatura vlaknaste suspenzije (tačnije, temperatura vode). Viskozitet vode se značajno smanjuje sa umerenim porastom njene temperature (slika 6.22). Ovde takođe treba voditi računa o tome da povoljan uticaj visoke temperature u pogledu laminarnog kretanja vode, ima sasvim suprotan efekat na aditive u vodenoj suspenziji.

Slika 6.22. Odnos između viskoziteta i temperature vode (Suchsland and Woodson, 1986)

Postoje tri osnovna tipa uređaja za formiranje tepiha od kojih su neki zastareli i više se ne koriste, a neki od njih i danas imaju zanačajnu primenu u indsutriji:

•kalupzašaržnoformiranjetepiha •kontinualnicilindričniuređaj •dugosito(Fourdrinierovamašina).

Od ovih navedenih tipova uređaja za formiranje tepiha danas se skoro isključivo koristi dugo sito.

216 217


6.4.1. Šaržno formiranje tepiha

Diskontinualno ili šaržno formiranje tepiha u mokrom postupku razvijeno je radi ekonomič-ne proizvodnje vlaknatica niskog kapaciteta. Princip rada kalupa za šaržno formiranje tepiha ilustrovan je na slici 6.23.

Slika 6.23. Formiranje vlaknastog tepiha iz vodene suspenzije pomoću kalupa (Chapman process) (Lyall, 1969)

Slika 6.24. Formiranje vlaknastog tepiha iz vodene suspenzije pomoću: jednog cilidričnog vakuum sita (levo) i sa dva cilindrična sita pomoću garavitacije (Lyall, 1969)

Slika 6.25. Linija formiranja tepiha sa cilindričnim vakuum sitom, mokrom presom i sa uređajem za formatizovanje i prerezivanje tepiha

Oprema se sastoji od dvodelne plitke kutije formata 2,4 x 1,2 m, čiji se gornji deo podiže i spušta pomoću pneumatkih cilindara. Gornji deo kutije nalazi se iznad pokretnog žičanog sita, koje u vidu beskonačne trake koja ide sve do vrele prese i prolazi kroz nju. U donjem delu kutije formira se vakuum koji potpomaže oceđivanju vode iz vlaknastog materijala, formirajući na taj način zgusnuti tepih. Na početku ciklusa formiranja tepiha, gornji deo kutije se spušta na žičano sito. Vlaknasta suspenzija kontinualno se pumpa iz kace i dovodi u kutiju preko "njišućeg oluka". Oluk prolazi duž kutije pod određenom brzinom koja se podešava prema zahtevanoj debljini gotove ploče, nakon čega se vraća u položaj za pražnjenje, kada odvodi višak materijala nazad u kacu. Isto-vremeno, vraćanjem oluka, aktiviraju se ventili koji se nalaze ispod sita i putem kojih se stvara vakuum. Nakon određenog vremena, u odnosu na debljinu ploče, podiže se gornji deo kutije za formiranje tepiha, nakon čega se pokreće žičano sito koje odnosi tepih do operacije hladnog presovanja ili pretpresovanja. Sledeći ciklus formiranja novog tepiha započinje istovremenim spuštanjem gornje kutije i zatvaranjem pretprese.

6.4.2. Cilindrični uređaj za formiranje vlaknastog tepiha

Cilindrične mašine predstavljaju kontinualne uređaje za formiranje tepiha kod kojih pri obr-tanju bubnja u koritu napunjenim vlaknastom masom, bubanj skuplja na svojoj površini sloj vlakana koji se pripija zbog stvorenog vakuuma u njemu. Cilindrične mašine su po svom radu

veoma slične sa vakuum mašinama za pranje vlaknaste mase (objašnjenim u tački 6.2.3. - Ure-đaji za pranje vlaknaste mase). U poređenju sa sistemom dugog sita, ovi uređaji su jednostavniji, relativno niže nabavne cene i čvršći.

Mašina sa jednim cilindrom šematski je prikazana na slici 6.24. Prečnik cilindra kreće se u opsegu od 2,4 do 4,2 m, dužina oko 2,7 - 4,5 m. Rotirajući cilindar je delimično uronjen u korito u koje se, pomoću pumpi, kontinualno doprema vodena suspenzija vlakana iz kace za impre-gnaciju. Vlaknasta masa koncentracije 0,8 - 1 % prebacuje se pumpom iz rezervoara mase u odlivni sanduk iz kojeg se sliva u korito u kome je do polovine zaronjen cilindar. U gornjem delu korita obrće se mešalica koja održava ravnomeran raspored vlakana u masi. Cilindar ima unutrašnji zid, koji je u izvesnoj meri udaljen od njegove spoljne površine. Sa spoljnje strane cilindar je prevučen žičanom mrežom (sitom) za filtriranje (slika 6.25). Prostor između unutraš-njeg nepropustljivog zida i mreže podeljen je uzdužnim pregradama na segmentne odeljke iz kojih se isisava vazduh vakuum pumpom preko sistema ventila i vakuum cevi. Na taj način se u odeljcima stvara potreban potpritisak, u rasponu između 0,5 i 0,8 bara.

218 219


Svaki odeljak je pomoću cevi spojen sa kanalom koji prolazi kroz glavu za raspodelu va-kuuma. Ova glava kontroliše rad odeljaka tako što pri zaranjanju cilindra u korito, obezbe-đuje da vakuum u datom odeljku bude najniži. Daljim prolaskom cilindra kroz korito, tepih počinje da zaostaje na površini sita, pri čemu se vakuum unutar datog odeljka povećava i postiže maksimalnu vrednost na izlasku iz korita. SIoj pripijenih vlakana prolazi ispod valjka sa četkama gde se skida višak vlakana, a na površini cilindra zaostaje vlaknasta masa potreb-ne debljine. Iznad cilindra montirani su valjci za cedjenje koji ugušćuju formirani sloj vlakana. Vakuum se održava sve do dolaska tepiha na mesto odvajanja od površine cilindra. Ovde se vakuum prekida, kako bi se omogućilo lakše odvajanje tepiha na razdvojnoj letvi. Tepih za-tim prolazi između dovodnih valjaka i ulazi u mokru presu, gde se dodatno cedi i sabija pod visokim pritiskom. Filtrat koji nastaje tokom ceđenja na cilindru, zajedno sa vazduhom odlazi na vakuum separator. Beskonačna traka vlažnog tepiha uzdužno se obrezuje disk-noževima i automatski se prere-zuje u ploče određene dužine pomoću disk-noža ili vodenog mlaza.

Mašina sa dva cilindra ilustrovana je na slici 6.24 (Lyall, 1969). Princip formiranja tepiha sličan je kao i kod mašine sa jednim cilindrom. Međutim, ovde se potpritisak unutar cilindara javlja usled razlike u nivou vode, koji iznosi oko 3 m, u zavisnosti od stepena mlevenja vlaknaste mase, njene konzistencije, temperature i drugih faktora koji utiču na ceđenje. Cilindri su postavljeni jedan naspram drugog i okreću se istom brzinom, ali u suprotnim smerovima. Svaki cilindar formira polovinu debljine tepiha, pri čemu se obe polovine susreću na mestu razmaka između cilindara, gde hidraulični pritisak pospešuje oceđivanje tepiha. Na mestu susretanja cilindara ubrizgava se vazduh kako bi se sprečio eventualni prolazak vode kroz razmak između cilindara, odnosno da bi se obezbedilo zadržavanje vode u koritu. Dupli-ranje zone filtriranja omogućava znatno veći kapacitet proizvodnje mašinama sa dva diska. Pored toga, ne zahteva se poseban sistem za stvaranje vakuuma, te je ceo uređaj jednostav-nije konstrukcije. Još jedna od prednosti mašine sa dva cilindra, jeste proizvodnja tepiha sa simetričnom strukturom vlakana. Kod svih ostalih uređaja za formiranje tepiha u mokrom postupku, postoji težnja da se na površini sita prvo formiraju krupnija i teža vlakna, dok finija vlakna zaostaju na vrhu tepiha. Međutim, formiranje ovakvog simetričnog tepiha zapravo ukazuje na njegovu "dvoslojnu" prirodu. Previše sitna ili previše krupna frakcija vlakna na liniji spoja između slojeva, može da utiče na slabije unutrašnje veze u proizvedenoj ploči. Mašine sa dva cilindra formiraju tepih veoma ujednačene debljine i gustine, kao i veoma niske vlažnosti (<80 %). Cilindrične mašine, uopšte, mogu da formiraju kvalitetan tepih od vlakana sa relativno većim stepenom mlevenja u odnosu na sistem dugog sita, ali nisu po-godne za vlakna koja imaju nizak stepen mlevenja. One takođe imaju sposobnost orijentacije vlakana u smeru rotacije cilindara, pri odnosu od 60:40 uzdužno orijentisanih vlakana prema poprečno orijentisanim (Suchsland and Woodson, 1986), poboljšavajući tako mehanička i sorpciona svojstva ploče u smeru formiranja tepiha. Proizvodni kapaciteti cilnidričnih mašina u velikoj meri zavise od stepena mlevenja vlakana i zahtevane debljine ploče, odnosno tepiha. Za dati kvalitet vlaknaste mase, brzina formiranja tepihanapovršinicilindrazavisiodperifernebrzinecilindrailicilindara.Štojesporijeokreta-nje cilindra, formiraće se deblji tepih, i obratno. Međutim, odnos između debljine tepiha i br-

zne formiranja tepiha nije linearan, imajući u vidu da se pri većim debljinama tepiha smanjuje efekat vakuuma ili razlike pritisaka koji uslovljava filtriranje vode kroz sito. Samim tim, brzine formiranja tepiha mogu značajno da variraju, kao što je prikazano u tabeli 6.3 (Lyall, 1969).

Tabela 6.3. Brzina rotacije cilindra mašine za formiranje tepiha pri proizvodnjih izolacionih ploča (Suchsland and Woodson, 1986)

Brzina Debljina ploče 12 mm Debljina ploče 25,4 mm Prečnik cilidra

Linije (m/min)

Cilindar (min-1)

Linije (m/min)

Cilindar (min-1)

Sa jednim cilindrom 4267 mm 15 – 18 1,1 -1,4 6 – 7,3 0,45 – 0,55

Sa dva cilindra 1200 1,8-7,6 0,5 -2,0 - - 2440 12 1,6 - - 3660 18 1,6 - -

6.4.3. Dugo sito za formiranje vlaknastog tepiha

Dugo sito ili Fourdrinierova mašina za fomiranje vlaknastog tepiha, predstavlja modifikaciju Fourdrinierove mašine za papir, čiji naziv potiče od imena njenog pronalazača (Henry Fourdri-nier, Engleska) (Suchsland i Woodson, 1986). Na ovoj mašini tepih se formira na žičanom situ koje se kontinualno kreće u horizontalnoj ravni. Voda se filtrira kroz sito kombinovanim dejstvom gravi-tacije i vakuuma, kasnije mehanički u pretpresi i presi putem dejstva hidrauličnog pritiska.

Slika 6.26. Šema dugog sita za formiranje tepiha u proizvodnji vlaknastih ploča mokrim postupkom (Fourdrinier-machine)

220 221


Dugo sito se primenjuje za vlaknastu masu širokog raspona stepena mlevenja i to kako za proizvodnjuizolacionih,takoitvrdihpločavlaknaticamokrimpostupkom.Šematskiprikazele-menata dugog sita dat je na slici 6.26 (Lyall, 1969). Osnovni element je sito u vidu beskonačne trake, finoće od 0,5 - 1,2 mm, izrađeno preplitanjem bronzane žice (podužno) i mesingane žice (poprečno). Novija sita izrađuju se od plastike.

Vlaknasta masa odgovarajuće konzistencije (1 - 2 %) doprema se na sito preko prelivnog san-duka, koja ima zadatak ravnomerne distribucije vlakana celom širinom dugog sita. Sa prelivnog sanduka, vlaknasta masa teče preko postelje od plastične tkanine i dolazi na sto za formiranje vlaknaste mase. Ograde sa obe strane žičanog sita ograničavaju i usmeravaju tok vlakana i ujed-no odeđuju ivice tepiha, odnosno širinu ploče (slika 6.27). Sto za formiranje tepiha sastoji se od noseće ramovske konstrukcije, nosača sita i uređaja za oceđivanje. Tepih koji se formira na situ, transformiše se iz stanja veoma razređene suspen-zije vlakana, u kojoj su individualna vlakna relativno slobodna, u tepih sa vlaknima koja su međusobno trajno pozicionirana. Upravo se na ovom mestu određuju brojna svojstva budu-će ploče, te je samim tim veoma važno da se formirana struktura tepiha očuva i u narednim operacijama. Od prelivnog sanduka ka mokroj presi (pretpresi) sto za formiranje se naginje nagore. Ovaj nagib se podešava kako bi se ujednačila brzina dovoda vlaknaste mase sa brzi-nom kretanja sita. Svaka razlika u brzinama ima uticaja na orijentaciju vlakana, što se odslikava na mehaničkim i fizičkim svojstvima ploče. Takođe, promene parametara filtracije zahtevaće i promenu nagiba stola.

Slika 6.27. Formiranje tepiha u proizvodnji lesonita [ŠIK-SIMPO, Kuršumlija]: a) prelivni sanduk sa vlaknastom suspenzijom b) izlivanje vlaknaste vodene suspenzije preko sita na stolu za formiranje Slika 6.29. Šema savremenijeg dugog sita za formiranje tepiha u proizvodnji vlaknastih ploča

mokrim postupkom, izgled vakuum sekcije i šema bazena za prikupljanje filtrata [Metso]

Slika 6.28. Izgled površine formiranog tepiha na dugom situ u proizvodnji S1S vlaknastuh ploča u fabrici ŠIK-SIMPO u Kuršumliji

Na dugom situ, prikazanom na slici 6.26, žičano sito je nošeno serijom blisko postavljenih čeličnih stonih valjaka, prečnika od 100 do 130 mm. Ovi valjci su dizajnirani tako da izdrže značajnu težinu formiranog tepiha, ali i da pritom potpomognu oceđivanju, tako što svojom rotacijom (periferna brzina iznosi oko 30 m/min) utiču na dodatno stvaranje vakuuma ispod žičanog sita. Na određenoj tački stola za formiranje, vlaknasta masa prelazi iz oblika vodene suspenzije vlakana u vlaknasti tepih (slika 6.28). Ova tačka se naziva mokra linija i može se prepoznati ne-stankom mestimičnih odsjaja, karakterističnih za vodenu površinu. Nakon mokre linije, izgled površine tepiha je ujednačen.

Vakuumske, usisne jedinice smeštene su odmah nakon mokre linije (slika 6.29). Usisna kuti-ja opremljena je sa prorezanim gumenim kaišem koji se kreće zajedno sa žičanim sitom u cilju smanjenja trenja. Ove kutije su povezane sa vakuum pumpama koje proizvode potpritisak i do 0,34 bar. Mokre vakuum partije predstavljaju veoma važne komponente dugog sita. One poboljšavaju filtraciju nezavisno od brzine kretanja žičanog sita, što nije slučaj sa stonim valj-cima. Kapacitet mokrih usisnih partija je oko tri - četiri puta veći nego pri upotrebi stonih va-ljaka, omogućujući time i značajno veći kapacitet proizvodnje, čak i u slučaju vlaknaste mase visokog stepena mlevenja. To je ilustrovano na slici 6.30.

222 223


Jedno od unapređenja na relativno novijim sistemima dugih sita jeste uklanjanje stonih valjaka i uvođenje usisno ocednih kutija sa gornjom, nosećom površinom od polietilena veo-ma visoke molske mase. Kako su ove kutije značajno čvršće od stonih valjaka, one omogućuju ravnu površinu formiranja.

Slika 6.30. Zavisnost vremena filtracije/proizvodnosti pogona od zadate površinske mase vlaknastog tepiha pri primeni: (a) različitog stepena vakuuma, (b) različitog stepena mlevenja i

(c) različitog stepena mlevenja i konzistencije

Slika 6.31. Šematski prikaz mokre predprese u proizvodni vlaknastih ploča mokrim postupkom [Metso]

Veoma je važno da se vakuum postepeno povećava. Veoma brzo filtriranje u ranoj fazi formiranja tepiha teži da zgusne tepih, otežavajući kasnije oceđivanje vode. Elastičnija vlakna imaju veću otpornost ka sabijanju i mogu da izdrže oštrije uslove filtriranja. Nakon mokre linije vakuum se može povećati, ali opet u strogo kontrolisanim okvirima. Previše veliki potpritisak i u ovoj zoni dovodi do intenzivnog sabijanja tepiha i može da izazove raspukline po njegovoj površini. Duga sita mogu da imaju i do 20 usisnih kutija, dužine u pravcu linije od oko 1 m. Prve tri usisne kutije, nakon prelivne kutije, rade na bazi potpritiska izazvanog protokom vode do pri-hvatne kutije koja se nalazi oko 2 m ispod žičanog sita. Sledeće četiri usisne kutije vezane su cevima sa niskim vakuumom (0,10 - 0,17 bara). Podešavanjem pneumatskih ventila vakuum se u ovim kutijama postepeno menja. Naredne usisne kutije karakteriše relativno visok potpritisak (0,5 bara). Količina vode koja dejstvom vakuma može biti oceđena iz nesabijenog tepiha je ograni-čena. Pri dostizanju određenog nivoa sadržaja vlage tepiha (oko 80 %) vakuum će usisavati vazduh i veoma malo vode. Sva nova duga sita imaju ugrađenu vertikalnu oscilujuću dasku, smeštenu ispred mokre linije i popreko na pravac kretanja tepiha. Ova ploča tek dodiruje gornji nivo tepiha, a svojim oscilatornim kretanjem dovodi fina vlakna na površinu tepiha, pospešu-jući na taj način kvalitet površine gotove ploče. Poboljšanje površine tepiha može se ostvariti ugradnjom druge prelivne kutije koja nanosi vlakna većeg stepena mlevenja. Ovaj pristup se može pokazati efikasnim ukoliko se glavni deo vlaknaste mase sastoji iz grubih vlakana, niskog stepena mlevenja. U mokrom postupku izrade tvrdih, S1S vlaknatica, operacija formiranja tepi-ha vezana je sa vrelim presovanjem.

6.5. MOKRA PRESA (PRED PRESOVANJE)

Pretpresovanje predstavlja operaciju u kojoj se dodatno smanjuje sadržaj vode u mokrom tepihu, nakon što je maksimalni učinak oceđivanja (dejstvom gravitacije i pritiska) postignut u prethodnoj operaciji formiranja tepiha.

Pretpresovanje se obavlja na mokrim (hladnim) presama, koje su u osnovi kontinualne valj-čane prese (slika 6.31). U slučaju formiranja tepiha na cilindričnim mašinama, ove prese su činile zaseban uređaj; međutim, u sistemu dugog sita (Forurdrinierove mašine), one praktično čine sastavni deo operacije formiranja tepiha. Mokre prese, koje se koriste u sistemu dugog sita, složenije su konstrukcije u odnosu na prese koje se koriste kod linija sa cilindričnim mašinama za formiranje tepiha. Shodno tome, u daljem tekstu biće izložen princip i rad mokrih presa na dugom situ.

Postoje dva različita pristupa kod primene mokre prese, koji zavise od toga da li se proizvo-de tvrde ploče vlaknatice S1S (mokri postupak) ili izolacione ploče S2S (mokrosuvi postupka). U oba slučaja, određeni deo vode uklanja se pomoću mokre prese. Princip uklanjanja vode u mokrom i mokro-suvom postupku prikazan je na slici 6.32. Operacija pretpresovanja sprovodi se uz relativno mali utrošak energije. Međutim, u mokro-suvom postupku, značajan nivo energije troši se u sušari, u cilju isparavanje vode koja je zao-stala u tepihu nakon mokre prese. Samim tim, troškovi proizvodnje izolacionih S2S ploča, mo-kro-suvim postupkom, značajno zavise od sadržaja vlage tepiha pri ulasku u sušaru. Sa druge strane, u konvencionalnom mokrom postupku, najveći deo vode koji zaostane u tepihu nakon mokre prese uklanja se u vreloj presi u početnoj fazi ceđenja. U ovoj fazi primenjuje se veoma visok pritisak kako bi se iscedila što veća količina vode. Kasnijim prenosem toplote sa vrelih plo-ča prese dolazi do pretvaranja vode u paru. Relativno mala količina vode koja zaostaje nakon faze ceđenja u vreloj presi, nezavisna je od sadržaja vode u tepihu koji napušta mokru presu. Shodno tome, u slučaju proizvodnje tvrdih S1S ploča vlaknatica, operacija pretpresovanja je manje kritična.

224 225


Slika 6.32. Prikaz relativnog intenziteta efikasnosti mokre prese i sušare, odnosno mokre prese i vrele prese u postupku uklanjanja vode iz tepiha (W= količina vode koja se ukanja)

(Suchsland and Woodson, 1986)

Slika 6.33. Šema mokre prese za proizvodnju izolacionih ploča mokrim postupkom (Suchsland i Woodson, 1986)

Slika 6.33 prikazuje deo linije sa mokrom presom na kojoj se proizvode izolacione ploče. Numerisani valjci predstavljaju pritisne valjke, odnosno osnovne elemente mokre prese. Zazor između parova pritisnih valjaka se smanjuje idući od ulaznog ka izlazonom kraju prese. Samim tim, smanjuje se razmak između donjeg dugog sita i gornjeg sita koje prolazi ispod gornjih valjaka. Kontrola razmaka između oba žičana sita ostvaruje se spuštanjem gornjih valjaka do podesivih odstojnika sa hidruličnim cilindrima. Ovo smanjenje razmaka dovodi do smanjenja zapremine tepiha, sve do postizanja zasićenog stanja vode pri gustini tepiha od oko 1000 kg/m3. Pri ovoj gustini stvara se dovoljno visoko hidraulični pritisak koji istiskuje vodu van tepiha. Pove-ćanje temperature vlaknaste mase dovodi do smanjenja viskoziteta vode, a time i do povećanja njene ocedljivosti. Samim tim, pri većim temperaturama biće istisnuta veća količina vode.

Količina istisnute vode iz tepiha može se pojednostavljeno iskazati sledećom jednačinom:

gde je: P - pritisak u presi (N/mm2), T - temperatura (°C), v - brzina prilaska tepiha (m/min), g - površinska masa tepiha (kg/m2) i k - konstanta.

Mašina sa dugim sitom radi na principu korišćenja cirkulacionog sistema protočne vode što podrazumeva da se voda koja se cedi na mašini ponovo vraća u proizvodnju. Prema datoj jednačini, količina istisnute vode povećava se sa povećanjem pritiska prese. Međutim, previše veliki pritisak u zoni zazora između valjaka može da dovede do povećanja hidrauličnog pritiska iznad gornje granice otpornosti tepiha, nakon čega dolazi do razmešta-nja vlakana u oštećenja strukture tepiha. Ovakvo stanje naziva se lomom, a može se uočiti pojavom brazda na površini tepiha. U praktičnoj primeni, mokre prese su podešene takoda rade na "granici loma". Ovo podrazumeva povećanje pritiska pretprese sve do postizanja iz-brazdane površine tepiha, nakon čega se pritisak lagano otpušta. Perforirani valjci ili usisni valjci smanjuju gradijent pritiska, pružajući mogućnost primene većih sila u mokroj presi i proizvodnju čvršćih ploča. Samim tim, omogućava se smanjenje površinske mase tepiha (Suchsland i Woodson, 1986). Mokra presa, prikazana na slici 6.33, koristi četiri usisna vlajka u gornjem delu i tri usisna valjka u donjem delu prese. Četvrti donji valjak prekriven je gumom u cilju povećanja frikcije (pogonski valjak). U odnosu na usisne valjke, perforirani valjci imaju sličnu efikasnost, ali ne zahtevaju značajnije održavanje, kao ni dodat-ne vakuum uređaje i separatore. Sva prethodna razmatranja od značajna su prevashodno za proizvodnju izolacionih ploča. U ovom mokro-suvom postupku, mokra presa ne samo da oceđuje tepih, već ga i dovodi do konačne debljine gotove ploče, uz nadmeru na utezanje koje se odigrava tokom sušenja. Oceđivanjem tepiha u proizvodnji izolacionih ploča postiže se sadržaj vode od 45 do 65 %. Kod mokrih presa koje se koriste u proizvodnji tvrdih S1S ploča, koriste se puni valjci ume-sto skupih usisnih valjaka. Istisnuta voda se iz zone zazora odvodi pomoću usisnika, koji pred-stavljaju vakuumske uređaje sa tankim prorezima koji se prostiru čitavom širinom prese, a pozicionirane su blizu mesta zazora između valjaka. Početno sabijanje postiže se serijom va-ljaka manjeg prečnika, koji su takođe opremljeni usisnicima. Oceđivanje je u ovom postupku manje efektivno nego u slučaju mokro-suvog postupka, te se sadržaj vlage tepiha snižava na tek 65 - 75 %. Kod novijih mokrih presa svaki pritisni valjak je opremljen sopstvenim motorom. Brzina prolaza tepiha kroz mokru presu kreće se u granicama između 6 i 30 m/min, pri čemu je uobi-čajena brzina protoka oko 20 m/min. Dužina mokrih presa iznosi oko 20 m, a širina je uobiča-jeno oko 1,5 m, pri čemu postoje i znatno šire mokre prese.

6.5.1. Prerezivanje mokrog tepiha

U sistemu formiranja tepiha na dugom situ nalaze se i uređaji za prerezivanje i formatizo-vanje tepiha na dimenzije koje odgovaraju formatu vrele prese. Presecanje tepiha ostvaruje se putem rotirajućeg disk sečiva ili vodenog mlaza koji se kre-ću preko dijagonalno postavljenog valjčanog transportera (nosača). Pomak rotirajućeg diska ili vodenog mlaza na nosaču, podešen je tako da transverzalna komponenta brzine odgovara brzini kretanja tepiha. Istovremeno, krajevi tepiha se obrezuju takođe pomoću disk sečiva ili vodenim mlazem. Materijal koji predstavlja ostatak sa operacije prerezivanja vraća se u tehno-loški proces.

226 227


6.6. VRELO PRESOVANJE U MOKROM POSTUPKU

Postupci proizvodnje tvrdhih i izolacionih ploča vlaknatica (mokri i mokro-suvi postupak) razlikuju se međusobno u mnogim elementima procesne opreme i načina pripreme vlakna-stog materijala, međutim, sve dok tepih ne izađe iz mokre prese, oba postupka su u identična u tehnološkom pogledu. Nadalje od ove tačke pomenuti postupci se potpuno razlikuju. Mokro-suvi postupak proizvodnje izolacionih ploča nastavlja se operacijom sušenja, dok u mokrom postupku proizvodnje tvrdih ploča sledi operacija vrelog presovanja (slika 6.34).

Osnovni zadatak operacije vrelog presovanja jeste: •daomogućiuslovezarazvijanjerazličitihvidovavezaizmeđuvlakana, •dasmanjisadržajvlagetepihadonivoakojiobezbeđujeravnotežuvlagegotovepločesarelativnom vlagom i temperaturom vazduha, •daomogućipotrebanstepensabijanja,kojijeuskladusazahtevanimmehaničkimifizičkimsvojstvima gotove ploče.

Slika 6.34. Šema toka tepiha od drvnih vlakana formiranog u mokrom postupku

Slika 6.35. Višeetažna vrela presa sa sistemom za simultano zatvara-

nje etaža [Dieffenbacher]

Vrelo presovanje u mokrom postupku uglavnom se zasniva na diskontinualnom principu, pri čemu se koriste višeetažne prese sličnih konstrukcija onima koje se koriste i u suvom postupku. Imajući u vidu da je vreme presovanje konstantno za dati tip i debljinu ploče, samim tim i ka-pacitet čitave tehnološke linije određen je kapacitetom vrele prese, koji opet zavisi od dimenzija vrelih ploča prese i broja etaža. Vrelo presovanje u mokrom postupku podrazumeva presovanje relativno tankih ploča, konačnih debljina između 3 i 5 mm. Ovako male debljine ploča negativ-no utiču na kapacitet prese. Međutim, usled takođe male debljine tepiha, moguća je primena presa sa manjim svetlim otvorom u odnosu na prese koje se koriste u suvom postupku. Ovo dalje omogućuje ugradnju većeg broja etaža, što predstavlja jedan od elemenata po kome se višeetažne prese u mokrom i suvom postupku međusobno razlikuju. U suvom postupku uobi-čajena je primena 8-etažnih presa, dok se u mokrom postupku standardno koriste vrele prese i sa preko 20 etaža. Na slici 6.35 prikazana je vrela presa sa 24 etaže. Skoro svaki element prese podleže veoma visokim silama, koje stvara hidraulični sistem sa klipovima tokom sabijanja tepiha između vrelih ploča prese. Na primer, sila koju vrele ploče for-mata 5,5 x 1,5 m prenose na vlaknasti tepih, pri specifičnom pritisku od 6,0 N/mm2, iznosi približ-no 5000 tona. Otpor ovako velikoj sili čine strukturni elementi prese na mestima gde se javljaju naprezanja na istezanje i savijanje. Pri tome se sile naprezanja ne prenose na postolje prese, već ono trpi isključivo samu težinu prese.

Temperature presovanja u mokrom postupku kreću se oko 200 °C. Ovu temperaturu na te-pih prenose vrele ploče prese koje najčećše imaju debljinu od oko 60 mm. Zagrevanje vrelih ploča obezbeđuje se prolaskom medijuma za zagrevanje kroz sistem unutrašnjih kanala, deblji-ne oko 30 mm. Kao medijum se uobičajeno koristi zasićena para ili vrela voda.

Pritisak presovanja obezbeđuje se serijom hidrauličnih cilindara i klipova, dimenzionisanih tako da obezbede zahtevani specifičan pritisak uz što manji hidraulični pritisak. Takođe, usled manjih troškova održavanja postoji trend izrade presa sa manjim brojem cilindara.

6.6.1. Linija vrelog presovanja

U mokrom postupku diskontinualna operacija vrelog presovanja nastavlja se na kontinualnu liniju za formiranje tepiha i mokro presovanje. Premošćavanje ovog problema, odnosno spaja-nje kontinualne linije i višeetažne vrele prese, omogućeno je liftom za punjenje prese, koji ima identičan broj etaža kao i vrela presa. Još jedna od karakteristika linije vrele prese u mokrom postupku, jeste upoteba nosećih žičanih sita napravljenih od čeličnog lima na koji je pričvrščena nerđajuća žičana mrežica. Njihova primena je neophodna kako bi se omogućilo vodi i pari da što brže napuste tepih, naročito u početnoj fazi presovanja (slika 6.36). Ova noseća žičana sita su odgovorna za izgled gotovih ploča, kod kojih je jedna površina hrapava, sa utisnutom šarom sita. Nakon obavljenog ciklusa presovanja, noseća žičana sita se odvajaju od tepiha, i putem kružnog sistema vraćaju pored vrele prese na mesto za prihvatanje novog tepiha.

228 229


Tepih koji je formiran na dugom situ i koji je prošao mokru presu uključujući operaciju obre-zivanja i prerezivanja, biva prihvaćen na transporteru koji je nagnut u pravcu ka vreloj presi. Sa kosog transportera tepih se prebacuje na noseća žičana sita. Kao što je pokazano na slici 6.37, ova sita se pozicioniraju ispod transportera koji nosi formirani tepih. Sita se pri prebacivanju tepiha kreću u istom smeru i brzinom kretanja tepiha, čime je omogućeno nesmetano preba-civanje tepiha.

Slika 6.36. Šema i izgled nosećih žičanih sita (Metso)

Slika 6.37. Prebacivanje formiranog tepiha sa kosog transportera na noseće žičano sito [Metso]

Slika 6.38. Linija vrelog presovanja u postupku proizvodnje vlaknatica mokrim postupkom [Metso]

Sita sa tepihom se potom unose u lift za punjenje prese. Unošenje tepiha u etaže lifta obav-lja se tokom presovanja prethodne šarže tepiha. Nakon otvaranja i pražnjenja prese, lift je spre-man da unese novu količinu tepiha u presu. Lift sadrži podmetače na koje se postavljaju sita sa tepihom. Konzole lifta unose podmetače u presu i pozicioniraju ih unutar prese. Na suprotnom kraju prese mehaničke ručice zahvataju vučnu kuku na prednjem kraju nosećeg sita, čime se omogućuje povlačenje podmetača nazad u lift, dok sito sa tepihom ostaje u presi. U slučaju kada su noseća žičana sita pričvršćena na podložnom čeličnom limu (tanka ploča od nerđaju-ćeg čelika ili mesinga), oni se ostavljaju u presi zajedno sa vlaknastim tepihom.

Nakon ciklusa presovanja i otvaranja prese, sistem kuka hvata vučnu šipku sita i zajedno sa gotovom pločom unosi ih u lift za pražnjenje prese. Nakon izlaska iz lifta, gotova ploča se od-vaja od sita i nastavlja da se kreće pravolinijski preko valjkastih ili tračnih transportera. Noseće sito se usmerava prema transporteru koji se nalazi pored prese i koji dalje vraća sito u početnu poziciju (slika 6.38).

Neki sistemi vrelih presa podrazumevaju upotrebu čeličnih limova koji se postavljaju iznad tepiha. Površina ovih čeličih limova treba da bude potpuno čista i ravna, pošto utiče direktno na kvalitet površine ploče. Tokom određenog perioda upotrebe čeličnih limova na njihovoj površini dolazi do na-gomilavanja čestica ugljenika, koje mogu dovesti do narušavanja estetskog izgleda površine ploče. Prvenstveno se mora voditi računa o gornjim poliranim limovima visokog sjaja koji se postavljaju sa gornje strane ploče, jer se njihova oštećenja oslikavaju na licu ploče, što nije do-pušteno sa aspekta kvaliteta. Ovi limovi ne trpe mehaničko čišćenje koje ostavlja ogrebotine, pa se oni povremeno peru najčešće sa 5%-nim rastvorom natrijum hidroksida (NaOH) zagre-janim na 80 °C. Čišćenje od ugljeničnih čestica žičane mrežice i podložnog lima uglavnom se izvodi nakon svake upotrebe, tako što se peru mlazom tople vode pod velikim pritiskom.

6.6.2. Režim presovanja

Režim presovanja u osnovi predstavlja funkcionalnu zavisnost između pritiska, temperatu-re i vremena presovanja. U mokrom postupku, sadržaj vode u tepihu koji ulazi u vrelu presu iznosi oko 65 - 75 %, čineći odnos vode prema vlaknima oko 2:1. Imajući u vidu ovako visok sadržaj vode, režim presovanja treba da bude izabran tako da se uz što manji utrošak energije voda odstrani iz tepiha, a da se istovremeno obezbedi postizanje zahtevanih mehaničkih i fizičkih svojstava ploče.

230 231


Teoretski, režim presovanja podrazumeva izuzetno veliki broj promenljivih parametara. Po-znavanje njihovih veličina i međusobnih zavisnosti daje veštinu u podešavanju i modifikaciji svojstava ploče. Režim presovanja u mokrom postupku predstavlja zavisnost specifičnog priti-ska presovanja od vremena presovanja. Pri tome se temperatura održava konstantnom tokom čitavog perioda presovanja.

Uobičajeni režim presovanja ploča u mokrom postupku prikazan je dijagramom na slici 6.39. Shodno ovom opštem režimu, jedan ciklus presovanja može se jasno razgraničiti na osno-vu zavisnosti pritiska i temeperature, u sledeće tri faze: •Fazaceđenjailiinverzionafaza-odigravaseprivisokompritisku •Fazasušenjailifazaodležavanja-odigravasepriniskompritisku •Fazakonsolidacije(kaljenja)-odigravaseprivisokompritisku.

Slika 6.39. Režim presovanja vlaknaste ploče u mokrom postupku izrade

Faza ceđenja ima zadatak da u što kraćem vremenu ukloni što veću količinu vode iz tepiha, a da se na nju u što manjoj meri prenese toplota sa vrelih ploča prese. Maksimalni specifični pritisci presovanja u ovoj fazi obično iznose oko 5,5 - 7 N/mm2 u slučaju tvrdih ploča (iznad 900 kg/m3), a pri proizvodnji vlaknatica srednje gustine maksimalni pritisak je niži i najčešće je oko 3 N/mm2. Povećanje pritiska iznad 7 N/mm2 ne dovodi do značajnih poboljšanja kvaliteta ploče, zbog čega se u praksi uglavnom ne koristi. Primenom ovakvih pritisaka dolazi do istiski-vanja vode iz tepiha koja se kreće bočno ka ivicama tepiha, pri čemu najvećim delom prolazi kroz otvore u nosećem žičanom situ. Ceđenje je potpomognuto povećanjem temperature vode, što utiče na sniženje njenog viskoziteta. Visoka temperaturna razlika između tepiha i vrelih ploča prese, kao i visok toplotni kapacitet mokrog tepiha, zahtevaju prenos velikih količina toplote sa vrelih ploča na tepih, uslovljavajući tako veoma brzo kondenzovanje grejnog medijuma - pare. Ovim se znatno opterećuje ener-getski sistem proizvodne linije. Potreba za parom kod 20-etažne prese može dostići vrednost i do 10 - 15 t/h, i to samo u kratkom vremenu početnog zatvaranja prese. Intenzivnije oceđivanje smanjuje kraće vreme trajanja ove faze, a time se smanjuje i utrošak toplotne energije. Gubitak

toplote u ovoj fazi ne bi trebao da bude veći od 3 – 4 % od ukupne količine toplote koja se izdvaja u toku celog ciklusa presovanja. U idelanom slučaju, prva faza se završava nakon potpunog uklanjanja onog dela vode koji je moguće iscediti i kada zaostala voda i vlaknasti tepih dostignu temperaturu od oko 100 °C. U praksi ova faza traje oko 1,5 min, od kojih je početnih 40 - 45 s utrošeno za postizanje maksimal-nog pritiska. Vreme postizanja maksimalnog pritiska, tj. vreme zatvaranja prese, zavisi od tehnič-kih parametara i stanja hidrauličnog sistema prese, a može se prikazati sledećim izrazom:

gde je: n - broj etaža u presi; h - razmak između ploča prese (mm); d1 - debljina vlaknaste sirove ploče koja se ubacuje u presu (mm) - dobija se eksperimentalno i zavisi od kvaliteta mase i karakteristika gotove ploče, a uzima se da je 5 - 6 puta veća od debljine gotove ploče; A - ukupna debljina nosećeg žičanog sita i limova sa donje i gornje strane sirove ploče (mm); V1 - brzina zatvaranja ploča prese (mm/s).

Vreme održavanja maksimalnog pritiska određuje se tako da ukupno vreme prve faze bude što je moguće kraće, a da se istovremeno osigura udaljavanje slobodne vlage iz ploče. Ovo vreme određuje se na bazi konkretnih uslova proizvodnje, i obično nije duže od 30 s. Eksperimentalno je utvrđeno da se voda intenzivno cedi iz sirove ploče pri podizanju pritiska do 2 – 2,5 N/mm2, a zatim se ceđenje usporava (Suchsland and Woodson, 1986).

Ciklus prve faze diktiran je tehnološkim uslovima proizvodnje. Pri brzom postizanju maksimalnog pritiska, sirove ploče imaju manje vremena za zagrevanje i voda ne uspeva da pređe u paru. Podizanje temperature vode izaziva smanjenje njene viskoznosti, što olakšava ceđenje tepiha. Na primer, viskozitet vode na temperaturi od 0 °C iznosi1,72•10-3Pa•s,dokna100°C iznosi0,28•10-3Pa•s.Prisporom podizanju pritiska gornji sloj sirove ploče zagreva se do temperature od 100 °C, zbog čega se vlaga u ovom sloju za nekoliko sekundi pretvara u paru, čija je zapremina 720 puta veća od zapremine vode koja je prešla u paru. Zbog toga u vazdušnim šupljinama površinskog sloja dolazi do povišenog pritiska. Usled razlike u pritiscima, para se kreće (difunduje) od površine ka centru ploče i napušta ploču sa sloja koji leži na mreži. Količina uklonjene vode iznosi oko 50 % od ukupne količine vode u mokrom tepihu, smanjujući tako odnos vode i vlakana na 1:1. Zbog velike količine vode koja se u toku ove faze izdvaja, cela presa je po obodu prekrivena sla-pom isceđene vode, koji se sliva sa vrha do podnožja prese i skuplja u bazenu u kojem je presa postavljena (slika 6.40).

Slika 6.40. Slap vode sa vrele prese u fazi ceđenja

232 233


Faza sušenja predstavlja fazu u kojoj se udaljava veći deo zaostale vode iz tepiha isključivo isparavanjem. Ovo se postiže smanjenjem pritiska presovanja ispod vrednosti pritiska zasiće-nja vodene pare pri datoj temperaturi vrelih ploča. Ukoliko je ovaj pritisak previše snižen, na-staje opasnost od razvoja povećanog gradijenta pritiska pare, koji može da naruši unutrašnju strukturu ploče, a u krajnjem slučaju i da dovede do njenog raslojavanja. Pritisak presovanja se zapravo snižava na oko 0,5 - 0,7 N/mm2. Vreme snižavanja pritiska je oko 15 s i ono je usklađeno sa mogućnošću hidrauličnog sistema prese. Sirove ploče mogu se sušiti i pod većim pritiskom, pri čemu se poboljšavaju fizičko-mehanička svojstva ploča. Me-đutim, pri većem pritisku ploče se suše sporije i postoji opasnost da se stvore mrlje i pregorela mesta. Pored pritiska na tok procesa presovanja znatno utiče temperatura vrelih ploča prese. Pri mokrom postupku temperatura presovanja obično je od 180 - 205 °C. Međutim, u određenim uslovima temperatura se može povisiti do 230 °C. Više temperature koriste se za četinarsku sirovinu, a niže za lišćare. U opsegu kritičnih temperatura (215 - 255 °C) dolazi do ubrzavanja procesa razlaganja organskih jedinjenja, koje je praćeno izdvajanjem toplote. Primena viših temperatura dovodi do suve destilacije, zbog čega se pogoršava kvalitet vlakana, a dobijene ploče su krte i slabe. Na dužinu faze sušenja utiču debljina ploče i stepen mlevenja vlaknaste mase. Ukoliko je stepen mlevenja veći utoliko je period sušenja duži, zbog toga što tepih od vlakana visokog stepena mlevenja slabo propušta paru i vodu. Tada, u uslovima visoke temperature i burnog isparavanja, para ne može da izađe iz vlaknaste mase, pa može doći do eksplozije. Ovo se još više pogoršava sa povećanjem debljine ploče. Iz tih razloga, u proizvodnji tvrdih i polutvrdih ploča, za optimalni stepen mlevenja smatra se opseg između 11 - 12 °SR, odnosno, 22 - 28 DS. Ova faza završava se kada vodena para prestane da bude vidljiva tokom napuštanja prese, ali ne pre nego što sadržaj vlage tepiha dostigne 8 %. Vreme sušenja, zavisno od konkretnih uslova, iznosi 3,5 - 7 min. U drugoj fazi na sniženom pritisku isparava voda, koja je ostala u kapilarima i zidovima ćeli-ja. Pritisak, koji deluje na ispreplitana vlakna u sirovoj ploči, prenosi se po celoj površini ploče, zbog čega se na mestima gde su vlakna izukrštana stvara pritisak koji je znatno veći od nomi-nalnog. Pod dejstvom pritiska nabubrela plastifikovana vlakna se zbližavaju. Voda na početku isparava iz krupnih pora bez vidljivih izmena strukture sirove ploče, a temperatura u ploči se ne diže iznad tačke ključanja sve dok vlažnost ne dostigne tačku zasićenja žice. Pod dejstvom toplote, voda u daljem toku isparava iz kapilara i zida vlakana (vezana voda), što je praćeno povećanjem unutrašnjeg pritiska koji dostiže nekoliko atmosfera. Zahvaljujući povišenoj tem-peraturi i sadržaju vlage dolazi do nastavka hidrolitičkih procesa kako drvne supstance, tako i produkata hidrolize nastalih još tokom parenja sečke. Intenzitet ovih procesa u presovanoj ploči se smanjuje sa isparavanjem vode uz pojavu proizvoda termičkog razlaganja. Faza kaljenja predstavlja fazu konsolidacije vlaknastog tepiha u kojoj se pritisak ponovo povećava kako bi se postigla konačna gustina i debljina ploče, i kako bi se uz očvršćavanje veziva postigla zadovoljavajuća čvrstoća unutrašnjih veza. Pritisci u ovoj fazi obično iznose oko 3 - 4 N/mm2. Ugušćivanje tepiha olakšano je značajnim stepenom plastifikacije vlakana, koja je postignuta kombinovnim dejstvom temperature i dovoljno velikim sadržajem vlage vlakana. Shodno tome, kompresione deformacije vlakana u ovoj fazi ostaju u osnovi trajne. Ukoliko je na samom početku ove faze sadržaj vlage tepiha ispod 5 %, ovakve ploče neće biti

dovoljno plastične i pri povišenom pritisku može doći do narušavanja strukture ploče. Ukoliko faza kaljenja započne pri sadržaju vlage iznad 10% postoji opasnost od stvaranja mehurova (zarobljena para visokog pritiska koja može da izazove raslojavanje ploče) i pojave mrlja na površini gotove ploče. Dužina faze kaljenja određuje se eksperimentalno i obično ne prelazi 3 min. Ova faza se završava otvaranjem prese, kada je sadržaj vlage ploče smanjen na oko 0,5 - 1,0 %. Previše rani završetak ove faze kao rezultat ima nedovoljno razvijene veze između vlakana, što može dove-sti do raspucavanja po središnjoj ravni ploče. Takođe je povećan rizik i od slepljivanja ploče za čelične limove prese. Konačni sadržaj vlage, koji prelazi preko 3 % dovodi do smanjenja čvrsto-će ploče i do mogućnosti njenog oštećenja tokom naknadnih operacija rukovanja i transporta. Ponekad se, zbog skraćivanja celog ciklusa, faza kaljenja potpuno ili delimično izbacuje, a dalja toplotna obrada nastavlja se u komorama za kaljenje. Ukoliko se presuju ploče srednje gustine, ispod 800 kg/m3, faza kaljenja može biti izostavljena bez opasnosti po kvalitet ploče. U ovom slučaju dovoljno je samo produženje druge faze kako bi se obezbedio zadovoljavajući sadržaj vlage ploče. Ova faza je međutim neophodna pri proizvodnji ploča gustine iznad 900 kg/m3, kako bi se obezbedila konačna debljina ploče (Suchsland and Woodson, 1986). Ukupno vreme presovanja prema navednom režimu traje oko 6 - 8 min za ploče debljine 3,2 mm. Pri tome jedan ciklus čitave operacije presovanja treba uvećati za oko 1,5 min, koliko okvirno traju operacije punjenja i pražnjenja prese.

Slika 6.41. Uticaj temperature i pritiska presovanja na kvalitet tvrdih ploča vlaknatica dobijenih u mokrom postupku (Kollmann, 1975)

234 235


U fazi kaljenja veliki značaj ima temperatura prese, koja treba da obezbedi ne samo omek-šavanje, već i topljenje lignina, kako bi se iskoristila njegova samolepljiva svojstva u cilju među-sobnog povezivanja vlakana. Iz tog razloga važno je da temperatura prese bude iznad 172 °C, odnosno temperature koja predstavlja tačku topljenja lignina. Međutim, i ovde postoji granica podizanja temperature, zbog opasnosti od pojava raspuklina usled brzog stvaranja pare naro-čito kod tvrdih ploča i od stvaranja pregorelih delova jer razgradnja drveta počinje pri tempe-raturama iznad 215 °C . Povećanje temperature presovanja snižava upijanje vode i bubrenje konačnih ispresovanih ploča i povećava njihovu savojnu čvrstoću, kao što je prikazano na slici 6.41 (a i b). Povećanje pritiska presovanja takođe doprinosu poboljšanju pomenutih svojstava, što se jasno može uo-čiti na slici 6.41 (c i d). Hemijske reakcije koje se u odigravaju u ploči tokom presovanja, veoma su složene. U ovoj fazi na povišenom pritisku i maksimalnoj temperaturi dolazi do intenzivnog odigravanja poli-kondenzacionih reakcija očvršćavanja veziva i produkata hidrolitičke razlaganje drvne supstan-ce, koji su nastali u prethodnim fazama. Tokom reakcija očvršćavanja veziva dolazi do stvaranja adhezivnih kovalentnih veza između metilolnih grupa veziva i hidroksilnih grupa hemijskih komoponenti drveta (slika 6.42). Tokom završne faze na povišenoj temperaturi i u kiseloj sredini produkti hidrolize drveta, kao što je furfural, prelaze u sukcinaldehid i mravlju kiselinu. Nastali sukcinaldehid je vrlo reakti-van i kondenzacijom daje lepljivu crnu smolu (huminske materije), koji doprinosi ukupnoj jačini adhezivnih veza između vlakana. Oksimetilfurfural u kiseloj sredini daje acetoksikumaron, a

monomeri šećera sa furfuralom mogu da daju kondenzacione proizvode furilidinskog tipa, koji takođe poboljšava ukupnu adheziju. Prime-ri ovih reakcija prikazani su na slici 6.43. Lignin i huminske materije se u uslovima visoke tem-perature plastifikuju do gumastog stanja, pa vlakna u takvoj sredini klizaju međusobno i pod dejstvom pritiska sabijaju se, stvarajući tako uslove za nastajanje međumolekulskih veza (kovalentnih, vodoničnih kao i Van der Vaalso-vih privlačnih sila), koje rezultiraju u slepljivanju vlakana. Konačno, u ovoj poslednjoj fazi sirova ploča od drvnih vlakana prelazi u monolitnu i čvrstu ploču.

Slika 6.42. Mehanizami kovalentnog vezivanja: a) metilol grupa veziva i hemijskih komponenti drveta i b) primarne hidroksilne grupe fenol-for-

maldehidnog veziva i lignina

Slika 6.43. Hemijske reakcije drvnih komponenti u uslovima vrelog

presovanja

6.6.3. Profil gustine po debljini ploče

Tokom vrelog presovanja, vlaknasti tepih se opire dejstvu sile pritiska. Stvarni intenzitet, kojim se tepih suprotstavlja sabijanju, zavisi od temperature, sadržaja vlage i drugih parame-tara. Ovi uslovi u tepihu takođe variraju u odnosu na udaljenost date tačke tepiha od vrelih

ploča prese. Sve ovo doprinosi razlici otpora koji pojedini slojevi tepiha pružaju sili pritiska, a kao rezultat javlja se razlika gustine po debljini ploče (vertikalni profil gustine). Neka od svojstava plo-če, kao što su površinska čvrstoća i raslojavanje (zatezna čvrstoća upravno na površinu ploče), ne-posredno zavise od ovog profila gustine. U suvom postupku proizvodnje, relativno debljih MDF plo-ča, vertikalni profil gustine može se u određenoj meri podešavati menjanjem režima presovanja. Ovo nije slučaj u mokrom postupku proizvodnje tvrdih ploča vlaknatica. Kod ovih ploča vertikal-ni profil gustine ima karakterističan asimetričan izgled, prikazan na slici 6.44. Ova asimetričnost je posledica jednosmernog kretanja vode ka površi-ni tepiha, oslonjenoj na žičano sito.

Slika 6.44. Profil gustine po debljini ploče kod tvrdih vlaknatica dobijenih mokrim

postupkom (Spalt, 1977)

236 237


6.7. OBRADA ISPRESOVANIH PLOČA

Termički tretman (kaljenje) i temperiranje predstavljaju opcione operacije koje slede na-kon vrelog presovanja. Koriste se isključivo u proizvodnji tankih ploča vlaknatica, srednje i veli-ke gustine. Izolacione i MDF ploče ne tretiraju se ovim postupcima. Termički tretman zasniva se na izlaganju ispresovane ploče vlaknatice suvoj toploti. Tem-periranje predstavlja termički tretman ispresovane ploče, koji uključuje i prethodno dodavanje ulja. Osnovna uloga ovih tretmana je da povećaju dimenzionalnu stabilnost, a u određenoj meri i mehanička svojstva ploče. Vlaženje ploča vlaknatica predstavlja dodavanje vode u cilju dovođenja sadžaja vlage ploče u ravnotežu sa vazdušnim uslovima sredine. Ovaj tretman uobičajeno sledi termičke tretmane.Termički tretmani su uglavnom značajno delotvorniji kod ploča vlaknatica proizvedenih u mo-krom postupku nago u suvom. Pri tome, ovi tretmani poskupljuju krajnju cenu ploča.

6.7.1. Dimenzionalna stabilnost

Promena dimenzija ploča usled apsorpcije ili desorpcije vode predstavlja veoma značajan rizikkodpločavlaknatica,anaročitokodtvrdihploča.Što jevećasabijenostploče,odnosonjena gustina, to će njena zapreminska ekspanzija nakon upijanja vode biti veća. Razlog je taj što dati drvni materijal upija istu količinu vode, bez obzira na sabijenost i smanjenje zapremi-ne pora. Presovani proizvodi uobičajeno bubre po pravcu dejstva sile pritiska, što u slučaju vlaknatica predstavlja debljina ploče. Promena dimenzija u ravni ploče znatno je manja usled usmerenosti vlakana i njihove međusobne isprepletenosti. Bolja dimenzionalna stabilnost pro-izvedenih ploča postiže se naknadnom termičkom obradom, a naročito impregnacijom ulji-ma. Primer smanjenja debljinskog bubrenja tvrde ploče vlaknatice, nakon termičke obrade, ilustrovan je na slici 6.45, na kojoj se može uočiti karakteristična zavisnost između temperature, vremena trajanja tretmana i debljinskog bubrenja ploče. Termičkom obradom na višim tempe-raturama postiže se skraćenje tretmana, uz istovremeno smanjene debljinskog bubrenja.

Slika 6.45. Uticaj temperature i vremena tretmana termičke obrade na debljinsko bubrenje

ploča vlaknatica, proizvedenih mokrim postupkom (Suchsland and Woodson, 1986)

Slika 6.46. Šema sistema za direktno nanošenje ulja u operaciji temperiranja ploča vlaknatica proizvedenih mokrim postupkom (Suchsland and Woodson, 1986)

6.7.2. Poboljšanje mehaničke čvrstoće

Poboljšanje mehaničke čvrstoće ploče tokom termičkih tretmana može se smatrati na-stavkom procesa adhezije koji je započet u vreloj presi. Na kraju ciklusa presovanja ploča ima dovoljnu čvrstoću da održi željenu debljinu i nakon otvaranja prese. Tokom naknadnog ter-mičkog tretmana, reakcije očvršćavanja veziva i rast čvrstoće u ploči mogu da se nastave uz istovremeno smanjenje čvrstoće individualnog vlakna, usled termičke razgradnje ćelijskog zida. Čvrstoća ploče će rasti sve dok vlakno ne bude toliko oštećeno da predstavlja slabiju kari-ku u sistemu. Tretman temperiranja uljem veoma malo doprinosi čvrstoći ploče, osim u slučaju savojne čvrstoće, koja u velikoj meri zavisi od strukture površine ploče. Sa druge strane, ovaj tretman zanačajno doprinosi tvrdoći ploče, što je od značaja za ploče koje se primenjuju kao zidne obloge.

6.7.3. Temperiranje

Iako se većina ploča proizvedenih mokrim postupkom šalje na termički tretman, veoma mali broj fabrika koristi i postupak temperiranja. Ovaj drugi tretman koristi se samo kada se to izričito zahteva datim uslovima primene. Temperiranje pospešuje nanošenje boja, povećava čvrstoću na abraziju i grebanje, te u opštem smislu poboljšava kvalitet ploče. Temperiranje se znatno više primenjuje u mokro-suvom nego u konvencionalnom mokrom postupku. Nastalo je sa ciljem poboljšanja kvaliteta tvrdih ploča vlaknatica. Najčešće primenjeno ulje u operaciji temperiranje jeste laneno ulje, ali se takođe mogu ko-ristiti i sojino, tungovo i talovo ulje. Ulje se nanosi sa obe strane ploče pomoću sistema valjaka. Konvencionalan sistem valjaka za direktno nanošenje sastoji se od gumenog mernog valjka i valjka za nanošenje (slika 6.46). Količina ulja, koje se nanosi na površinu ploče, određuje se podešavanjem zazora između pomenuta dva valjka.

238 239


Sistem preciznih valjaka radi na sličnom principu kao i ofset mašine. Precizni reljefni čelični valjak prenosi odmerenu količinu ulja kontaktnom gumenom valjku. Karakteristika ovih preci-znih valjaka jeste da se ulje može naneti u veoma malim količinama. Tvrde ploče vlaknatice, proizvedene mokrim postupkom, mogu i da se impregnišu uljima koja se brzo suše, a zatim se kale. Impregnacija se vrši na specijalnim mašinama za impre-gnaciju, kroz čiju se kadu propuštaju vrele ploče. Temperatura ulja je 120 °C, a utrošak 10% od mase ploče. Za impregnaciju se obično upotrebljava ulje od lana i soje i tal-ulje. Pri kaljenju ploče ulje se oksidiše do čvrstog stanja. Ovako tretiranim pločama značajno se povećava ot-pornost na savijanje i kidanje za 50 – 70 %. Sem toga, znatno se snižava i upijanje vode.

6.7.4. Termički tretman

Termički tretman tvrdih vlaknatica, bilo da su tretirane uljem ili ne, zahteva relativno visoku temperaturu obrade, od oko 150 °C. Bliska kontrola temperature i vremena izlaganja od velike je važnosti, i to zbog dva kritičana razloga: •vlaknatice,anaročitotvrdepločemogudasezapaleipritemperaturamaod150°Ci •termičkitretmanuzrokujeegzotermnurakcijuuploči,kojamožedovestidonjenogpaljenja.

Vrele ploče, koje dolaze direktno sa vrele prese, prvo se vazdušno hlade kako bi se smanjio rizik od njihovog paljenja tokom termičkog tretmana. Nakon smeštanja ploča u termokanali-ma, temperatura se polako povećava do 150 °C uz intenzivnu cirkulaciju vazduha. Termokanali mogu biti kontinualni ili šaržni. Kontinualni omogućuju transport ploča ujed-načenom brzinom. Kod novijeg tipa kontinualnih kanala, takozvanih tunelnih sušnica, ploče putuju vagonetima, postavljene vertikalno na svojim ivicama ili horizontalno razvodjene od-stojnicima (slika 6.47).

Slika 6.47. Šema komore za termičku obradu ploča vlaknatica, proizvedenih mokrim postupkom (Wallen, 1971)

U šaržnom sistemu, termokanali se pune određenim brojem vagoneta, a celokupna šarža se tretira zajedno i istovremeno uklanja iz sušnice. Vreme termičke obrade traje oko 3 h. Fizičko-mehanička svojstva ploča moga se znatno poboljšati termičkom obradom nakon presovanja i sušenja. Ponekad se pre termičke obrade ploče obrađjuju specijalnim uljima. Termička obrada ploča može se izvesti i u vreloj hidrauličnoj presi, na taj način što se na kraju presovanja pri povišenom pritisku (III faza) ploče zadrže određeno vreme na maksimalno mogućoj tempera-turi. Međutim, kaljenje ploča u presi znatno smanjuje kapacitet prese zbog čega se, po pravilu, ploče kale u specijalnim komorama za kaljenje periodičnog dejstva. Tvrde ploče sa sadržajem vlage od 0,5 do 1,5 % vagonetima se odvode u komore u kojima se nalaze kaloriferi sa cevima, kroz koje cirkuliše pregrejana voda. Ploče se kale 3 do 4 časa na temperaturi 160 – 165 °C. Hemijske promene koje pritom nastaju u drvetu (osmoljavanje i poli-kondenzacija), dovode do povećanja savojne čvrstoće ploče za 20 - 30 %, a smanjuju procenat upijanja vode i apsorbciju za 30 - 40 %. Brzina kretanja vrelog vazduha u komorama mora da bude dovoljno velika da bi se ploče ravnomerno zagrevale i da ne bi došlo do paljenja. Zbog toga komora za kaljenje ima ventilacionu cev i ventilator za produvavanje. Posle kaljenja ploče odlaze na hladjenje, a zatim u kamoru za vlaženje ili klimatizaciju. Ka-ljenje i klimatizacija ploča može se izvesti i u jednom postrojenju kontinualnog dejstva, koje je podeljeno na zonu kaljenja, hladjenja i klimatizacije, kroz koju se ploče pomeraju ili preko vagoneta sa etažama ili su obešene o pokretni mehanizam specijalne konstrukcije.

6.7.5. Vlaženje ploča (klimatizacija)

Savremene ploče proizvedene mokrim postupkom bilo da su termički tretirane ili netreti-rane, imaju sadržaj vlage od približno apsolutno suvog stanja. U primeni će ove ploče težiti da postignu ravnotežnu vlažnost prema uslovima spoljne sredine. Uobičajen sadržaj vlage ploče kreće se imeđu 8 i 10%. Ovakvo povećanje vlažnosti dovodi do linearne ekspanzije, a time i do krivljenja i koritanja ploča. Kontolisano kondicioniranje ploče u uslovima u kojima će ploča biti korišćena, uklanja rizik od gore navedenih pojava, i samim tim trebalo bi da predstavlja stan-dardni postupak u svakom pogonu. Klimatizacija se izvodi u specijalnim komorama pomoću vlažnog vazduha relativne vlage od 95 %, često tokom 8 časova. Princip rada komore za vlaženje je sličan sušarama za građu, ali suprotnog dejstva. Vazduh visoke vlažnosti uduvava se kroz složajeve ploča vlaknatica, pri čemu predaje pločama deo svoje vlage. Po napuštanju komore, vazduh se zagreva prelaskom preko vrelih cevi, a potom se ponovo vlaži. Proces vlaženja mora se izvoditi vrlo pažljivo da se ne pređe normalna vlažnost ploča (8 – 10 %). Najčešći tip uređaja za vlaženje su komore kontinualnog ili šaržnog dejstva, obično integri-sane sa sušarom za termičku obradu. U šaržnim komorama za vlaženje ploče dolaze sa tretma-na termičke obrade u vagonetima u kojima ostaju i tokom vlaženja (slici 6.48).

Nakon završenog ciklusa klimatizacije vlaknaste ploče proizvedene mokrim postupkom formatizuju se na linijama za završnu obradu, koje su istog tipa kao one koje se koriste u proi-zvodnji ploča iverica. Princip rada ovih uređaja opisan je u prvom delu knjige (Kompozitni materi-jali od usitnjenog drveta - iverice, Miljković, 1991).

240 241


Slika 6.48. Šema komore za klimatizaciju ploča vlaknatica proizvedenih mokrim postupkom (Wallen, 1971)

6.8. OSTALI POSTUPCI PROIZVODNJE DRVNO-VLAKNASTIHPLOČA IZ MOKRO FORMIRANOG TEPIHA

Osim konvencionalnog mokrog postupka, u kome se proizvode tanke i tvrde ploče vlakna-tice, postoji niz drugih postupaka, koji se zasnivaju na principu mokrog formiranja vlaknastog tepiha. Sa industrijskog stanovišta mogu se izdvojiti dva takva postupka:

1. Postupak proizvodnje izolacionih drvno-vlaknastih ploča. 2. Mokro-suvi postupak (proizvodnja tvrdih S2S drvno-vlaknastih ploča). Impregnacija vlakana u pomenutim postupcima značajno se razlikuje u odnosu na kon-vencionalni mokri postupak. Osnovni razlog tome jeste što u oba ova postupka proizvodnje, nakon operacije formiranja tepiha iz suspenzije vlakana, sledi operacija sušenja (slika 6.34). Ovo isključuje impregnaciju vlakana fenol-formaldehidnim ili nekim drugim termoreaktivnim vezi-vom, jer bi usled povišenih temperatura u sušnici došlo do njihovog preranog očvršćavanja. Tako, na primer, proizvodnja izolacionih ploča zasniva se isključivo na adhezivnim svoj-stvima lignina, te ne podrazumeva upotrebu bilo kakvog veziva. Kao sredstvo impregnacije uglavnom se koristi parafin u količini od 0,75 do 1,25 %, a može se dodati u vidu emulzije ili u istopljenom stanju. Češći je slučaj dodavanja parafina u vidu emulzije, pošto upotreba isto-pljenog parafina u većoj meri smanjuje mehanička svojstva gotove ploče. Umesto parafina, može da se koristi kolofonijum, koji ima manji uticaj na mehanička svojstva ploče od parafina. Međutim, zbog veće temperature topljenja, upotreba kolofonijuma zahteva više temperatu-re sušenja, a time i veće utrošak energije. U proizvodnji izolacionih ploča, koje se koriste za spoljne zidove ili krovne konstrukcije, kao sredstvo impregnacije dodaje se emulzija asfalta, u količini od 10 do 15 %. Povećanje čvrstoće izolacione ploče, može se postići dodatkom skroba. Uobičajeni dodatak skroba je 1 - 2 %, međutim, kod njegove upotrebe treba imati u vidu da skrob predstavlja prirodnu hranu insektima koji napadaju drvo.

Proces proizvodnje tvrdih ploča (S2S), takođe se zasniva na adhezivnim svojstvima lignina. Međusobno vezivanje vlakana, u uslovima vrelog presovanja, ovde je potpomognuto doda-vanjem ulja ili nekih termoplastičnih veziva. Pri dodatku ulja treba imati u vidu da njegov veći deo odlazi sa filtratom u fazi formiranja tepiha. Na primer, pri dodatku ulja od 6 % u odnosu na masu suvih vlakana, u tepihu zaostaje tek 1,5 % ulja (Suchsland and Woodson, 1986).

Izolacione drvno-vlaknaste ploče izrađuju se, u osnovi, mokrim postupkom proizvodnje. Tehnološke operacije izrade vlaknaste mase i formiranja tepiha analogne su ovim operacija-ma u proizvodnji tvrdih ploča, međutim, stepen mlevenja mora biti viši za 5 - 8 d.s., odnosno u opsegu imeđu 27 - 36 d.s. Posle izlivanja vlaknaste suspenzije i formiranja tepiha filtracijom na dugom situ, tepih odlazi u sušnicu gde se suši sa 65 % na 2 - 3 % relativne vlage. Izolacione ploče se ne kale i ne kondicioniraju. Na slici 6.49 prikazana je šema tehnološkog procesa.

242 243


Obično se za njihovu proizvodnju primenjuju sušnice neprekidnog dejstva sa mnogo eta-ža sa višestrukom cirkulacijom agensa sušenja. Kao agens sušenja koristi se vazduh zagrejan u kaloriferima ili gasovi sagorevanja proizvedeni u gorioniku. Ploče se ubacuju u sušnicu au-tomatskim ubacivačem i kreću se na etažama sušnice preko dovodnih točkića, montiranih na telu sušnice. Razmak između točkića menja se po dužini sušnice. Na početku sušnice rastoja-nje je manje, a pri izlazu iz sušnice rastojanje se povećava, jer su osušeni tepisi postali čvršći. Savremene linije omogućavaju izradu izolacionih ploča dimenzija 3660 x 5500 mm i debljine 9,5 do 19 mm . Po mokro-suvom postupku proizvodnje drvno-vlaknastih ploča (poglavlje 1, slika 1.17) transport vlaknaste mase i formiranje tepiha vrši se u vodenoj sredini, identično mokrom po-stupku. Međutim, pre ubacivanja u vrelu presu, ploče prolaze kroz sušnicu, gde se suše skoro do apsolutno suvog stanja. Vrelo presovanje obavlja se na povišenoj temperaturi pri poviše-nom pritisku. Specifičnost primenjenih tehnoloških procesa omogućava da se dobiju kvalitet-ne drvno-vlaknaste ploče, bez dodavanja veštačkih vezivnih kompononata. Najvažniji faktor je izrada dobro razvlaknjene vlaknaste mase, zasnovana na termohemijskoj obradi sečke.

6.8.1. Sušenje tepiha

Sušnice vlaknastog tepiha predstavljaju jedan od ključnih elemenata tehnološke linije za proizvodnju izolacionih i tvrdih (S2S) ploča vlaknatica. Njihov zadatak, na obe pomenute li-nije, jeste da snizi sadržaj vlage u tepihu sa 65 - 75 % do skoro potpuno suvog stanja. Pritom se isparavanjem uklanja oko dve tone vode iz tepiha po toni suve ploče. Ovako skupa ope-racija, međutim, ima značajan tehnološki efekat koji se ogleda u stvaranju vodoničnih veza u proizvodnji izolacionih ploča, odnosno u mogućnosti vrelog presovanja tepiha bez upotrebe mrežice u proizvodnji tvrdih (S2S) ploča. Sušnice predstavljaju kontinualne uređaje, a njihove dimenzije određuju se na osnovu br-zine tehnološke linije i potrebnog vremena sušenja. U ranijem periodu, instalacija sušnice čini-

Slika 6.49. Šema tehnološkog procesa proizvodnje izolacionih drvno-vlaknastih ploča [Hoflatex]

Slika 6.50. Sušnica mokro-formiranog vlaknastog tepiha sa tri zone sušenja (Suchsland and Woodson, 1986)

Slika 6.51. Sušnica vlaknastog tepiha, sekcija za pražnjenje (Suchsland and Woodson, 1986)

la je, praktično, nastavak mokre prese. To je, međutim, zahtevalo veliku površinu proizvodne hale. Na primer, pri brzini proizvodne linije od 10 m/min i za ciklus sušenja od 2 h, dužina suš-nice iznosila bi 1200 m. Ušteda u prostoru kod savremenih sušnica postignuta je uvođenjem višeetažnog pricipa sušenja. Pri istom primeru, sušnice sa osam etaža imale bi dužinu od 150 m. Konstrukcija sušnice Sušnice vlaknastog tepiha uobičajeno predstavljaju osmo-etažni valjčani transportni si-stem, smešten u zatvorenoj konstrukciji, koji obezbeđuje neometano prihvatanje tepiha sa mokre prese i njegovo naknadno izlaganje grejnom medijumu (vrelom vazduhu). Efikasno sušenje vlaknastog tepiha podrazumeva primenu visokog temperaturnog gradi-jenta, dok sa druge strane pojava spaljivanja tepiha ograničava temperature sušenja i zahteva režim sušenja sa postepenim snižavanjem temperature. Ovo se postiže podelom sušnice u zone, od kojih svaka poseduje zasebne sisteme zagrevanja i recirkulacije vazduha (slika 6.50).

Dimenzije savremenih višeetažnih valjčanih sušnica kontinualnog su sledeće (slika 6.51): •Dužina36do330m,uobičajenadužinavariraod45do90m.Odstojanjavaljakaje200mm; •Širinajeobično3,66m; •Brojspratova:3do20,obično8.

244 245


Slika 6.52, teoretski prikazuje krivu temperature vazduha, odnosno temperaturni režim koji omogućuje što efikasnije sušenje, bez oštećenja tepiha, kao i stvarnu temperaturu vazduha koju obezbeđuje sisem zagrevanja u sušnici. U prvoj zoni sušnice, vreli vazduh cirkuliše u suprotnom smeru u odnosu na kretanje tepiha i postiže maksimalnu temperaturu od oko 420 °C. Suprotan smer kretanja vazduha, u ovoj zoni, snižava toplotne gubitke koji se javljaju na samom ulasku u sušnicu. U zonama 2, 3 i 4 sušnice, vreli vazduh kreće se paralelno i u smeru kretanja tepiha (Lyall, 1969).

Slika 6.52. Idealan (teoretski) i primenjen temperaturni režim sušenja u sušnici sa četiri zone (Suchsland and Woodson, 1986)

Slika 6.53. Šeme cirkulacije vazduha u sušnicama vlaknastog tepiha: a) sa vagonetima, b) sa grejnim pločama i c) valjčane višeetažne kontinualnog tipa (Kollman et al., 1975)

Nakon izlaska iz poslednje zone sušnice, ploča ulazi u uređaj za hlađenje. Ulazna i izlazna zona sušnice opremljeni su zaptivnom sekcijom radi sprečavanja curenja vrelog vazduha van sušnice. U ovim sekcijama cirkuliže nezagrejan vazduh koji stvara potpritisak jednak onom u samoj sušnici.

Zagrevanje i cirkulacija vazduha

Medijum sušenja je vreli vazduh, tempeature znatno iznad tačke ključanja vode. Ovaj vaz-duh može biti zagrevan bilo parom, uljem ili gasom, pri čemu se u najvećem broju sušnica u mokro-suvom postupku koristi gas. Gorionici za gas ili ulje smešteni su na vrh sušnice u ko-morama za sagorevanje kroz koje recirkuliše vazduh. Kod sušnica u kojima se vazduh zagreva parom, grejne cevi smeštene su unutar sušnica i između etaža, obezbeđujući prenos toplote radijacijom i konvekcijom. Prednosti sušnica koje koriste gas ili ulje jesu mogućnost postiza-nja viših temperatura vazduha za sušenje i niža cena instalacije same sušnice. Njih, međutim, karakteriše visok rizik od nastanka požara. Ovaj rizik je znatno manji kod sušnica koje koriste paru. One, pored toga, imaju i niže troškove održavanja. Gorionici na gas u mogućnosti su da obezbede 27 miliona kJ/h toplotne energije za svaku zonu sušnice. Vazduh za sagorevanje dovodi se iz zasebnih pneumatskih izduvnika, ukupnog kapaciteta od preko 100 m3/h. Cirkulaciju vazduha u svakoj zoni obezbeđuju dva ventilatora, postavljena na istom vratilu. Pogonski motor snage 90 kW, omogućuje kapacitet cirkulacije vazduha od 4600 m3/min (Lyall, 1969). Slika 6.53 prikazuje neke od varijanti cirkulacije vrelog vazduha u sušnicama.

Ulaganje i transport

Vlaknasti tepih transportuje se preko, blisko postavljenih, transportnih valjaka. Brzina obr-tanja valjaka podešava se prema brzini tehnološke linije, tako da ne dođe do razmicanja izme-đu individualnih ploča. Valjaci su standardnog prečnika od 76,2 mm, dok razmak između njih iznosi 10 cm, na ulazu u sušnicu, pa čak do 60 cm na izlazu iz sušnice. Osmo-etažna sušnica, dužine 75 m, sadrži približno 8100 valjaka, sa 16200 ležajeva. Vlaknasti tepih, prerezan na du-žinu ploče, uvodi se kontinualno u sušnicu, pri čemu se ravnomerno punjenje svake etaža sušnice obezbeđuje naginjanjem dovodne rampe. Ovaj uređaj za punjenje sušnice, fiksiran je na strani dovodne linije, dok se pomera po visini na strani ulaza u sušnicu. Nakon ulaganja te-piha u jednu etažu sušnice, tračni transporter se pomera ka otvoru sledeće etaže i na taj način, sukcesivnim punjenjem svake etaže, obezbeđuje punu i ravnomernu zapunjenost sušnice. Princip rada ovog uređaja prikazan je na slici 6.54.

Slika 6.54. Šema rada lifta za punjnenje etaža sušnice (Suchsland and Woodson, 1986)

246 247


Kapacitet sušnice

Voda se uklanja iz tepiha dovođenjem toplote, potrebne za isparavanje vode u spoljnu, nezasićenu atmosferu, odakle se ona dalje uklanja cirkulacijom vazduha. Brzina pri kojoj do-lazi do uklanjanja vode zavisi od uslova sušenja i načina na koji voda napušta tepih. Pritom se razlikuju tri faze sušenja. U prvoj fazi voda isparava sa vlažne površine tepiha, dok istovreme-no biva zamenjena vodom, koja kapilarnim kretanjem dolazi iz unutrašnjosti tepiha. Sušenje tepiha, u ovoj fazi, odvija se pri konstantnoj i relativno visokoj temperaturi. Prva faza završava se kada površina tepiha počinje da se suši, odnosno, kada voda iz unutrašnjosti pristiže na površinu tepiha sporije u odnosu na stepen njenog isparavanja. Tokom druge faze dolazi do povećanja temperature tepiha i do smanjenja brzine sušenja. U trećoj fazi, voda iz unutrašnjo-sti tepiha kreće se ka površini isključivo difuzijom u vidu vodene pare. Količina dovedene toplote, a time i brzina sušenja, kontroliše se temperaturom vazduha. Visoka temperatura vaduha ubrzava proces sušenja, naročito u uslovima povoljne cirkulacije i dovoljnog stepena suvoće vazduha, čime se obezbeđuje apsorpcija vodene pare koja izlazi iz tepiha. Tokom prve faze sušenja, treba voditi računa da se površina tepiha ne osuši prebrzo. U su-protnom, stvara se izolaciona barijera koja značajno usporava uklanjanje vode iz unutrašnjosti tepiha u narednim fazama sušenja. Pored toga, previše visoke temperature sušenja i presuši-vanje tepiha, utiču na obojenost površine, i ujedno, predstavljaju rizik za nastanak požara.

Sigurnost

Svaku operaciju sušenja zapaljivog materijala na visokim temperaturama prati opasnost od eksplozije i požara, naročito u slučajevima kada vazduh tokom recirkulacije dolazi u dodir sa otvorenim plamenom. Shodno tome, u sušnicama vlaknastog tepiha obavezna je ugradnja zaštitinih sistema, poput uređaja za automatsko isključivanje gorionika i sistema za vodeno gašenje, koje aktiviraju toplotni senzori. Najčešći uzrok požara u sušnicama predstavlja pojava presušivanja, pri čemu temperatura tepiha raste iznad dozvoljenih granica.

6.8.2. Rukovanje tepihom i vrelo presovanje u mokro-suvom postupku

Tepih koji izlazi iz sušnice relativno je čvrst, ali usled svoje male gustine zahteva pažljivo rukovanje. Lomovi ili druga oštećenja u tepihu, dovešće do lošijih svojstava S2S ploča. Kratak ciklus presovanja dovodi do relativno velikih brzina na proizvodnoj liniji, što dalje usložnjava problem rukovanja tepihom. Brzina tenološke linije proizvodnje S2S ploča uobičajeno iznosi oko 50 m/min, a na pojedinim mestima dostiže i vrednost od 90 m/min. Upravo operacije ru-kovanja tepihom mogu da predstavljaju ograničavajući faktor proizvodnosti čitavog procesa. Rukovanje tepihom u mokro-suvom postupku u osnovi podrazumeva sledeće operacije: • Formatizovanje tepiha. Tepih koji izlazi iz sušnice formatizuje se na dimenzije etaža vrele prese, ukoliko to nije urađeno pre operacije sušenja. • Predgrevanje. Pre ulasaka u vrelu presu, obrezovani tepih prolazi kroz kratkotrajni proces predgrevanja. U predgrejaču se sadržaj vlage tepiha svodi sa 1 do 5 % na praktično apsolutno

suvo stanje, a temperatura tepiha se podiže na 150 °C, da bi se što više smanjio ciklus vrelog presovanja. • Punjenje prese. Nakon izlaska iz sušnice tepih je dovoljno čvrst da se njime može mani-pulisati bez podmetača, što pjednostavljuje proces punjenja prese. Tepih se u presu dovodi preko uređaja za punjenje etaža prese.

U postupku proizvodnje S2S tvrdih ploča vlaknatica, mokro formirani tepih, nakon sušenja do skoro suvog stanja, odvodi se na operaciju vrelog presovanja. Tom prilikom, pri odgova-rajućem pritisku i na temperaturama od 200 do 260 °C, odigrava se konsolidacija tepiha i stvaranje adhezivnih veza između vlakana. Presovanje tepiha, pri relotivno visokim tempera-turama, ima za cilj omekšavanje lignina. Jedna od osnovnih karakteristika mokro-suvog pro-stupka jeste veoma kratak ciklus vrelog presovanja, koji omogućava presovanje i do 30 šarži u toku jednog časa. Slika 6.55 prikazuje ciklus presovanja ploča debljine 3,2 i 6,3 mm, u mo-kro-suvom postupku proizvodnje tvrdih ploča vlaknatica (S2S), pri temperaturi presovanja od 230 °C. U oba slučaja pritisak se naglo povećava u skladu sa thneičkim mogućnostima prese. Potom se pritiska drži na konstantnom nivou, tokom 60 s za ploče debljine 3,2 mm, i 75 s za ploče debljine 6,4 mm, a zatim se presa naglo otvara.

Slika 6.55. Ciklus presovanja S2S ploča vlaknatica proizvedenih od vlakana lišćara, pri temperaturi presovanja od 230 °C (Suchsland and Woodson, 1986)

248

Literatura

Annon (2012). TwinRoll Evolution. Metso Corporation brochure. Dostupno na: www.metso.com.Brown, F.L., Kenaga, D.L., Gooch, R.M. (1966) Impregnation to control dimensional stability of particle board and fiberboard. Forest Products Journal, 16(11) pp. 45-53; Cobb, R.M.K., Swanson, J.W. (1971) Introduction. In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and aperboard. TAPPI Mono-graph Series No. 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 1-4.Fahey, D.J., Pierce, D.S. (1973) Role of phenolic resins in imparting properties to dry-formed hardboard. Tappi. 56(3), pp. 53-56.Gullichsen, J., Ostman, H. (1976) Sorption and Diffusion Phenomena in Pulp Washing, Tappi Journal, 59(6) pp. 140–143.Holmes, C.A. (1977) Effect of fire-retardant treatments on performance properties of wood. In: Goldstein, l.S., ed. Wood technology: chemical aspects. Washington, DC: American Chemical Society, pp. 82-106.Kollmann,F.F.P., Kuenzi E.W. and Stamm A.J.,(1975) Principle of wood science and technology II Wood based materials, chap-ter Fiberboard, Berlin, Gottingen, Heidelberg: Springer Velag pp. 568.Krotscheck, A.W. (2006) Pulp Washing. In: Sixta, H., ed. Handbook of Pulp, Weinheim: Wiley-Vch, pp. 511-559.Lorenzini, E.M. (1971) Internal sizing with asphalt emulsions. In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and paperboard. TAPPI Monograph Series 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 150-157.Lull, R.W. (1971) Alum. In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and paperboard. TAPPI Monograph Series 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 38-47.Lyall, K.N. (1969) Structural board. In: McDonald, R.G., ed. Pulp and paper manufacture. Control, secondary fiber, structural board, coating. 2. ed. New York: McGraw-Hill, 2, pp. 422-456.Maloney, T.M. (1993) Modern particle board and dry-process fiberboard manufacturing. San Francisco: Miller Freeman Publications.Porter, R.B. (1971) Internal sizing with wax series. In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and aperboard. TAPPI Mono-graph Series 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 127-146.Spalt, H.A. (1977) Chemical changes in wood associated with wood fiberboard manufacture. In: Goldstein, I.S., ed. Wood technology: chemical aspects. Washington, DC: American Chemical Society, pp. 193-219.Steinmetz, P.E. and Fahey, D.J. (1968) Resin treatments for improving dimensional stability of structural fiberboard. Forest Products Journal. 18(9), pp. 71-75.Suchsland, O. and Woodson, G.E. (1986) Fiberboard Manufacturing Practices in the United States. USDA Forest Service, Agri-culture Handbook No. 640.Swanson, J.W.; Kumler, R.W.; Misplay, R.G. (1971) The process of sizing.In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and paperboard.TAPPI Monograph Series 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 54-96.Wallen, G. (1971) Warmebeha ndlung und befeuchtung von holzefaserplatten (Hart-und Klimakammeren), AB Svenska Flaktfabriken, Stocholm, Schweden.Warson, H. (1972) The Applications of Synthetic Resin Emulsions. London: Ernest Benn Ltd., pp. 740-743.Watkins, S.H. (1971) Rosin, and rosin sizes. In: Swanson, J.W., ed. Internal sizing of paper and paperboard. TAPPI Monograph Series No. 33. New York: Technical Association of the Pulp and Paper Industry, pp. 5-36.

Documents

Vlaknatice- mokri postupak