DE102005035244A1 - Method and device for the production of wood-based panels - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten aus einem Gemisch von mit Bindemittel versetzten feinen, gröberen und langen lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Partikeln, wie Späne, Faser oder Langschnitzel, bestehend aus einer oder mehreren Schichten, die mittels Pressen in eine Endform gebracht und ausgehärtet werden. Die Erfindung für das Verfahren besteht darin, dass während des Herabfallens eines Partikelstromes aus dem Streubunkeroder in den Streukopf aus Düsen Wasserdampf mit einer Temperatur von 100-180 DEG C, bevorzugt 105-130 DEG C, zur Einstellung der Feuchte und der Temperatur der Partikel in den Partikelstrom injiziert wird. Dabei ist die Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens derart ausgebildet, dass in der Streumaschine (1) zwischen Dosierbunker (2) und Streukopf (3) und/oder im Streukopf (3) an Leitblechen (7) Dampfleisten (8) mit Dampfdüsen (15) über die gesamte Breite des Streukopfes (3) angebracht sind.The invention relates to a process for the production of wood-based panels from a mixture of fine, coarser and long particles containing lignocellulose and / or cellulose containing binder, such as shavings, fibers or long chips, consisting of one or more layers, which are brought into a final shape by pressing and be cured. The invention for the method consists in that during the falling of a particle stream from the scattering bunker or into the scattering head from nozzles water vapor with a temperature of 100-180 ° C., preferably 105-130 ° C., for setting the moisture and the temperature of the particles in the particle stream is injected. The device for carrying out the method is designed in such a way that in the spreading machine (1) between the dosing hopper (2) and the spreading head (3) and / or in the spreading head (3) on guide plates (7), steam strips (8) with steam nozzles (15 ) are attached over the entire width of the spreading head (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und und eine zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 14.The The invention relates to a process for the production of wood-based panels according to the generic term of claim 1 and and an associated apparatus for carrying out the Method according to claim 14.
Die ideale Feuchte- und Wärmeeinstellung der zu verpressenden Partikel in der Holzwerkstoffplattenherstellung beschäftigt die Fachwelt seit langem. Speziell eine schonende Erwärmung auf oder bis kurz unterhalb der Prozesstemperatur ohne Schädigung der verwendeten Partikel bzw. des aufgebrachten Klebers wurde schon in vielerlei Literatur angesprochen. Neben Hochfrequenzstrahlung kann auch mit Heißluft, Dampf oder einem Luft-Dampfgemisch verwendet werden um eine gestreute Pressgutmatte kurz vor einer Presse auf eine entsprechende Temperatur anzuwärmen. Dabei wird in der Regel immer kurz vor der Etagen- oder kontinuierlich arbeitenden Presse vorgewärmt um den eingesetzten Klebstoff zu aktivieren. Bei der Erwärmung mit hochfrequenter Strahlung ist es notwendig eine homogene Feuchtigkeitsverteilung zu erreichen, da entweder Hitzenester oder nicht genügend erwärmte Partitionen entstehen können, die sich nachteilig in der hierbei produzierten Holzwerkstoffplatte auswirken können. Auch eine Eindüsung von Fluiden in eine Pressgutmatte als Vorwärmung ist nicht immer als optimal zu bewerten. Gerade bei sehr spezifisch geschichtet gestreuten Pressgutmatten mit mehreren Schichten ist es nicht erwünscht diese mit einer starken Fluidströmung zu beaufschlagen, die für eine Verschiebung und partielle Konzentration der gestreuten Partikel sorgt. Es werden auch kostenintensive Anstrengungen unternommen eine Pressgutmatte nach genau ermittelten Vorgaben zu streuen. Besonders bei orientierten Streuungen wie bei der OSB- oder OSL-Plattenherstellung soll die Orientierung der Partikel mit hohem Prozentsatz gewährleistet sein. Dort ist es kontraproduktiv eine orientierte Streuung mit Fluidströmungen aus Heißluft oder Dampfgemischen zu beaufschlagen. Um die Verschiebearbeit der Fluidströmungen zu kompensieren wird in der Regel eine Durchleitung von Fluiden in so genannten Vorpressen vor einer Hauptpresse durchgeführt, wobei bereits Druck auf eine gestreute Pressgutmatte ausgeübt wird. Aber dennoch kann es zu Verschiebungen des gestreuten Pressgutes kommen. Bei Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit speziellen Deckschichten aus sehr kleinen Partikel führt es sogar dazu, dass die kleinen Partikel aus der Deckschicht in die Mittelschicht (mit größeren Partikeln) transferiert werden, was zu einer Nichtanwendung einer Partikelvorwärmung führen kann.The ideal humidity and heat setting of the to be pressed particles in the wood-based panel manufacturing employed the professional world for a long time. Especially a gentle warming up or until just below the process temperature without damaging the used particles or the applied adhesive was already addressed in many literature. In addition to high frequency radiation can also be used with hot air, Steam or an air-vapor mixture can be used around a scattered Pressgutmatte shortly before a press to a corresponding temperature to warm. This is usually always just before the floor or continuously working press preheated to activate the adhesive used. When heating with high-frequency radiation, it is necessary a homogeneous moisture distribution to reach, either because of heat or not heated enough partitions arise can, the disadvantageous in the case of this produced wood-based panel can affect. Also an injection of fluids in a press mat as preheating is not always considered optimal too rate. Especially with very specific layered scattered pressed material mats with multiple layers it is not desirable with a strong one fluid flow to charge for a shift and partial concentration of the scattered particles provides. Costly efforts are also being made to sprinkle a pressed material mat according to exactly defined specifications. Especially in oriented scattering as in OSB or OSL plate production is the Orientation of particles with high percentage guaranteed be. There it is counterproductive an oriented scattering with fluid flows out hot air or to apply steam mixtures. To the shifting work of the fluid flows To compensate is usually a passage of fluids being carried out in so-called pre-pressing before a main press, being already Pressure is exerted on a scattered Pressgutmatte. But still can there are shifts of the scattered material to be pressed. In production of wood-based panels with special top layers of very small Particles leads It even causes the small particles from the topcoat to be in the middle layer (with larger particles) transferred which can lead to non-application of particle preheating.
Aus
der
In
der neueren
Die Aufgabe vorliegender Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Vorwärmung von Partikeln, speziell Fasern oder Spänen, in einer Streumaschine zur Bildung einer Pressgutmatte im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten zu schaffen, welches es ermöglicht die oben dargestellten Nachteile zu vermeiden und die erwähnte Möglichkeit einer Temperatureinstellung in den Streustationen mit einem Minimum an Aufwand zu ermöglichen. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden die wirtschaftlich zu arbeiten vermag.The Object of the present invention is a method for preheating Particles, especially fibers or chips, in a spreader to form a pressed material mat in the course of the production of wood-based panels to create, which makes it possible to avoid the disadvantages presented above and the mentioned possibility a temperature setting in the scattering stations with a minimum To allow effort. Furthermore, an apparatus for carrying out the method is to be created who is able to work economically.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass während des Herabfallens des Partikelstromes aus dem Streubunker oder in den Streukopf aus Düsen in den Partikelvorhang Wasserdampf mit einer Temperatur von 100°–180°C, bevorzugt 105–130°C zur Einstellung der Feuchte und der Temperatur der Partikel injiziert wird.The Task is according to the invention according to claim 1 solved by that while the falling of the particle stream from the scattering bin or in the scattering head from nozzles in the particle curtain water vapor at a temperature of 100 ° -180 ° C, preferably 105-130 ° C for setting the Moisture and the temperature of the particles is injected.
Die Lösung für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht nach Anspruch 14 darin, dass in der Streumaschine zwischen Dosierbunker und Streukopf und/oder im Streukopf an Leitblechen Dampfleisten mit Dampfdüsen über die gesamte Breite des Streukopfes angebracht sind.The solution for a device for carrying out the method according to claim 14 is that in the scattering machine between dosing bunker and scattering head and / or in the scattering head to Leit Metal strips are fitted with steam nozzles over the entire width of the spreading head.
Weiterbildung und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.further education and advantageous embodiments of the method and the device are in the subclaims specified.
Es hat sich überraschender Weise herausgestellt, dass es zur Erwärmung der Partikel auf maximal 80°C ausreichend ist, Dampf über die volle Breite in den herabfallenden Partikelstrom einzudüsen. Der überwiegende Teil des Dampfes kondensiert auf den Partikeln des herabfallenden Partikelstroms und vermischt sich nicht mit der Luft, die sich in dem Partikelstrom befindet. Vielmehr ersetzt der eingedüste Dampf die zwischen den fallenden Partikeln vorhandene Luft. Denn bei einer Vermischung des Dampfes mit vorhandener Luft würde nur die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchte in einem Dampf-Luftgemisch erhöht, welches nicht zur Temperaturerhöhung der Partikel führt. Wichtig bei diesem Verfahren ist es, eine ausreichende Dampfgeschwindigkeit in den Partikelstrom hinein zu erreichen, so dass der gesamte fallende Partikelstrom durchgehend mit Dampf beaufschlagt wird. Durchdringt der Dampf den Partikelstrom vollständig, wird auf nahezu jedem Partikel der Dampf kondensiert und der Partikel damit erwärmt. Eine ungleichmäßige Erwärmung nur eines Teiles des Partikelstromes finden hierbei nicht statt. Eine derart ungleiche Erwärmung würde zum Beispiel zu Plattenkrümmungen und zu Unterschieden von oberer zu unterer Plattenhälfte nach der Pressung führen. Gemäß der Erfindung wird durch die Verwendung von Düsen eine so hohe Dampfgeschwindigkeit erreicht, dass ein Partikelstrom von bis zu 30 cm Dicke gerade durchdrungen wird.It has become more surprising Way out that it is necessary to warm the particles to a maximum 80 ° C is sufficient is, steam over inject the full width into the falling particle stream. The predominant Part of the vapor condenses on the particles of the falling down Particle stream and does not mix with the air, which is in the particle stream is located. Rather, the injected steam replaced the air between the falling particles. Because at one Mixing the steam with existing air would only change the air temperature and increases the relative humidity in a vapor-air mixture, which not to raise the temperature Particles leads. Important in this process is a sufficient vapor velocity to reach into the particle stream, so that the entire falling Particle stream is continuously supplied with steam. penetrates The steam completely blows the flow of particles on almost every one Particles of the vapor condenses and heats the particle with it. A uneven heating only a part of the particle flow do not take place here. A such unequal heating would to Example of plate curvatures and differences from upper to lower plate half lead to the pressure. According to the invention is through the use of nozzles such a high vapor velocity achieved that a particle flow penetrated by up to 30 cm thickness straight.
Die Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes aus der Düse beträgt zwischen 5 und 50 m/sek. Die Austrittsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit der Dicke des Partikelstromes und des Bedüsungswinkels gewählt. Bevorzugt werden Flachstrahldüsen verwendet, die einen vollständigen Dampfvorhang bilden, durch den die Partikel über die volle Breite hindurch fallen. Der Vorteil der Erfindung ist neben der gleichmäßigen Erwärmung aller Partikel eines Partikelstroms auch der geringe Dampfverlust durch die gezielte Einbringung in einen Partikelstrom. Bei unvollständiger Kondensation, beispielsweise bei mangelhafter Einbringung des Dampfes in den Partikelstrom, kann der restliche Dampf an den Wänden der Streumaschine und der Leitbleche kondensieren, wodurch es zu Wasserbildung sowie zu Kondensatflecken auf den Platten kommt.The The exit velocity of the steam from the nozzle is between 5 and 50 m / sec. The exit velocity becomes dependent on the thickness of the particle flow and the Bedüsungswinkels selected. Prefers become flat jet nozzles used a complete Steam curtain form, through which the particles across the full width fall. The advantage of the invention is in addition to the uniform heating of all Particle of a particle flow and the low loss of steam through the targeted introduction into a particle stream. In case of incomplete condensation, for example, in case of insufficient introduction of the vapor into the particle stream, can the remaining steam on the walls of the spreader and the baffles condense, causing it to water formation as well Condensate stains on the plates comes.
Die Bedüsung sollte nach Austritt der Partikel aus dem Streubunker oder dem Dosierbunker auf dem Weg zum Streukopf erfolgen. Die Düsen und das Rohr zur Dampf-Versorgung der Düsen können in die Leitklappen integriert werden oder auch in einem gewissen Abstand von 1–30 cm zum Partikelstrom montiert werden. Die Bedüsung kann auch von beiden Seiten alternierend oder gleichzeitig in den Partikelstrom erfolgen. Diese Anordnungen ermöglichen, dass ein Dampfvorhang gebildet wird, in den die Partikel hineintreten und die oben beschriebenen Dampfverluste nicht auftreten.The jetting should be after the particles leave the spreading hopper or the dosing bunker done on the way to the scattering head. The nozzles and the pipe for steam supply the nozzles can in the baffles are integrated or even at a certain distance from 1-30 cm are mounted to the particle flow. The spray can also be from both sides alternately or simultaneously in the particle flow. These Allow arrangements a steam curtain is formed into which the particles enter and the steam losses described above do not occur.
Der Dampfstrahl sollte in einem Winkel von 20–160°, bevorzugt 90° auf den Partikelstrom gerichtet sein. Wird ein zu flacher Winkel gewählt, durchdringt der Dampf den Partikelstrom nicht vollständig und die Erwärmung ist ungleichmäßig. Die Dampfmenge wird nach der gewählten Vorwärmtemperatur in Abhängigkeit des an der Dampfleiste vorbeilaufenden Massestroms eingestellt. Beispielsweise wird zur Erwärmung eines Partikelstromes Fasern von 40 t/h von 40° auf 50°C eine Dampfmenge von 320 kg/h bei vollständiger Kondensation des eingedüsten Dampfes benötigt, also 0,8 kg/h Dampf pro 1 t/h Partikelmaterial. Da ein kleiner Teil des Dampfes nicht kondensiert und mit der Luft sich vermischt wird ca. 380 kg/h auf den Partikelstrom mittels einer Dampfleiste gedüst. Die der Dampfleiste zugeführte Dampfmenge pro Zeiteinheit kann mittels eines Proportional-Dampfventils oder eines Druckminderventils eingestellt werden.Of the Steam jet should be at an angle of 20-160 °, preferably 90 ° on the Be directed particle flow. If too low an angle is selected, penetrates the steam is not complete the particle flow and the heating is uneven. The Steam quantity is selected according to the Preheating temperature in dependence set the passing of the steam bar mass flow. For example, for heating of a particle stream fibers of 40 t / h from 40 ° to 50 ° C, a vapor quantity of 320 kg / h at more complete Condensation of the injected Steam needed, ie 0.8 kg / h of steam per 1 t / h of particulate material. As a small part the steam is not condensed and mixed with the air about 380 kg / h on the particle flow by means of a steam strip. The the steam bar supplied Steam quantity per unit time can be determined by means of a proportional steam valve or a pressure reducing valve.
Schwankende Partikeltemperaturen in der Pressgutmatte, die meist durch Außentemperaturunterschiede verursacht werden, sind häufig die Ursache für geplatzte Holzwerkstoffplatten nach einer Presse. Die Temperatur der Partikel in der Pressgutmatte kann gemessen werden und zur Regelung der Dampfmenge bzw. zur Einstellung der Ventilstellung des Dampfventils verwendet werden. Dadurch wird eine konstante Partikeltemperatur vor einer Presse erhalten, welches die Produktionssicherheit hinsichtlich Platzer der Platten nach der Presse deutlich erhöht und zudem eine weitere Optimierung des Pressprogramms ermöglicht. Durch ein für eine Partikeltemperatur optimiertes Pressprogramm kann die Pressgeschwindigkeit bei konstanter Partikeltemperatur erhöht werden. Das heißt, dass die Pressgeschwindigkeit und die Anlagenkapazität nicht nur durch die erhöhte Partikeltemperatur sondern auch durch konstantere Produktionsbedingungen gesteigert werden.fluctuating Particle temperatures in the pressed material mat, mostly due to outside temperature differences are caused frequently the cause of burst wood-based panels after a press. The temperature The particles in the pressed material mat can be measured and used for control the amount of steam or to adjust the valve position of the steam valve be used. This will cause a constant particle temperature before a press getting the production security regarding Platzer of the plates after the press significantly increased and also a further optimization of the press program. By a for a particle temperature optimized pressing program can increase the pressing speed be increased at a constant particle temperature. It means that the press speed and the plant capacity not only by the increased particle temperature but also increased by more constant production conditions become.
Um ein ausgeprägtes Dichteprofil mit hohen Deckschichtdichten und geringer Mittelschichtdichte zu erhalten, sollten die Partikel der Deckschichten bevorzugt auf eine höhere Temperatur als 60°C vorzugsweise 80°C angehoben werden, während die Partikel der Mittelschicht maximal auf 60°C erwärmt werden. In einigen Anwendungsfällen ist auch ein homogenes Dichteprofil mit einer gleichmäßigen Dichte über den Plattenquerschnitt erwünscht. In diesem Fall wird die Mittelschicht auf eine deutlich höhere Temperatur und die Deckschicht gar nicht bzw. auf maximal 50°C vorgewärmt. Die beleimte Partikelfeuchte muss mit zunehmender Temperaturerhöhung gesenkt werden, da sich die Feuchte der Partikel durch die Kondensation des Dampfes erhöht. Pro 1°C Temperaturerhöhung muss die Feuchte um 0,04–0,08 % gesenkt werden. Durch diese Maßnahme wird die übliche Regelfeuchte vor der Presse durch das Vorwärmen nicht verändert. Das Dampfversorgungsrohr für die Düsen sollte mit einem Kondensatabscheider ausgestattet werden. Beim ersten Einleiten von Dampf in das Rohr bildet sich Kondensat, das als Wasser aus den Düsen austreten könnte und zu Kondensatflecken auf den Platten führen kann. Durch die Verwendung von leicht überhitztem Dampf wird vermieden, dass Nassdampf aus den Düsen austritt, der zu Wasserflecken auf den Platten führen würden.In order to obtain a pronounced density profile with high cover layer densities and low middle layer density, the particles of the cover layers should preferably be raised to a temperature higher than 60 ° C., preferably 80 ° C., while the particles of the middle layer are heated to a maximum of 60 ° C. In some applications, a homogeneous density profile with a uniform density across the plate cross section is also desired. In this case, the middle layer at a much higher temperature and the top layer is not or on preheated to a maximum of 50 ° C. The glued particle moisture must be lowered with increasing temperature increase, since the moisture of the particles increases due to the condensation of the steam. Per 1 ° C temperature increase, the humidity must be reduced by 0.04-0.08%. By this measure, the usual control humidity before the press is not changed by the preheating. The steam supply pipe for the nozzles should be equipped with a condensate separator. The first time steam is introduced into the pipe, condensate forms, which could leak as water from the nozzles and cause condensation on the plates. The use of slightly superheated steam prevents wet steam from escaping from the nozzles, which would lead to water spots on the plates.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Zeichnung hervor.Further advantageous measures and embodiments of the subject matter of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of the drawing.
Es zeigen:It demonstrate:
Nach
den Zeichnungen besteht eine Streumaschine
Zur
Temperierung des Partikelstromes
Bei
einer Verwendung von mehreren Streumaschinen
Bei
unterschiedlicher Ausgestaltung der Dampfleisten
- 11
- Streumaschinespreader
- 22
- DosierbunkerDosing hopper
- 33
- Streukopfspreading head
- 44
- Leitklappedeflector
- 55
- AufteilwalzenAufteilwalzen
- 66
- Partikelstromparticle stream
- 77
- Leitblechbaffle
- 88th
- Dampfleistesteam bar
- 99
- Orientierungswalzenorienting rolls
- 1010
- Formbandforming belt
- 1111
- Pressgutmattepress material mat
- 1212
- Austragswalzefeedingout
- 1313
- Austragsbanddischarge conveyor
- 1414
- Kondensatabfuhrcondensate drain
- 1515
- Dampfdüsensteam nozzles
Claims (23)
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