Применение вторичного волокна в основном производстве значительно сокращает удельный расход электроэнергии, химикатов, воды, затрат живого и овеществленного труда. Максимальное использование вторичного волокна имеет большое экологическое значение в связи с сохранением лесных массивов, санитарной очисткой полигонов хранения отходов производства ДВП, подвергающихся гниению и засоряющих подземные воды, почву и атмосферу.
Задачей оптимизации процесса обработки вторичного волокна в производстве древесноволокнистых плит является отыскание таких значений основных технологических параметров данного процесса, при которых значение удельного расхода электроэнергии будет минимальным, а качественные характеристики полученной массы и физико-механические параметры отливок из нее будут находиться на необходимом уровне. Оптимизация осуществлялась последовательным симплекс-методом. В качестве целевой функции нами был выбран удельный расход электроэнергии, при соблюдении следующих ограничений:
- степень помола волокнистой массы > 18 ДС;
- средняя длина волокна > 8 мм;
- прочность отливок > 33 МПа;
- плотность отливок > 800 кг/м3;
- разбухание отливок < 33 %;
600 с ≤ время обработки вторичного волокна ≤ 2400 с;
10 0С ≤ температура волокнистой массы в процессе обработки ≤ 50 0С;
1 % ≤ концентрация ≤ 3 %.
В результате решения поставленной задачи получим следующие значения технологических параметров, обеспечивающих оптимальные условия проведения обработки вторичного волокна в гидроразбивателе при производстве древесноволокнистых плит: время обработки вторичного волокна - 2400 с; температура волокнистой массы - 30 0С; концентрация = 2 %.
При этом выходные параметры принимают следующие теоретические значения:
- степень помола - 23,4 ДС;
- средняя длина волокна - 10,1 мм;
- прочность отливок - 44 МПа;
- плотность отливок - 892,2 кг/см3;
- разбухание отливок - 31,1 %;
- удельный расход электроэнергии - 31,5 кВт ч/кг.
Роспуск вторичного волокна в гидроразбивателе при оптимальных условиях показал следующие результаты:
- степень помола - 21,4 ДС;
- средняя длина волокна - 11 мм;
- прочность отливок - 40,8 МПа;
- плотность отливок - 912 кг/см3;
- разбухание отливок - 30,8 %;
- удельный расход электроэнергии - 30 кВт ч/кг.
Таким образом, теоретические значения данных показателей, рассчитанные по уравнениям регрессии, хорошо согласуются с экспериментальными, что еще раз подтверждает адекватность полученной математической модели процесса роспуска вторичного волокна в гидроразбивателе при производстве древесноволокнистых плит.
Проведение обработки вторничного волокна в гидроразбивателе при оптимальных условиях позволило снизить величину удельной энергоемкости процесса на 27%, в сравнении с существующим процессом ножевой обработки вторичного волокна в конической мельнице.
На основании полученных результатов, в технологическую схему современного производства древесноволокнистых плит мокрым способом, действующим на базовом предприятии необходимо включить гидроразбиватель как узел переработки вторичного волокна, заменив существующую коническую мельницу.