เครื่องทำเม็ดขี้เลื่อยไม้บรรลุการขึ้นรูปเม็ดได้อย่างไร

การขึ้นรูปเม็ดหมายถึงอะไรจริงๆ

เศษไม้มีลิกนินธรรมชาติ ซึ่งเป็นสารประกอบ-โมเลกุล-น้ำหนักสูงซึ่งมีความแข็งที่อุณหภูมิห้อง และทำหน้าที่เป็นตัวประสานระหว่างเส้นใยไม้ เมื่ออุณหภูมิในแม่พิมพ์เพิ่มขึ้นถึงประมาณ 70–110 องศา ลิกนินจะอ่อนตัวลงเป็นสถานะหลอมเหลวและมีความหนืดสูงและจะมีพฤติกรรมเหมือนกาวตามธรรมชาติ ภายใต้แรงกดดันจากการอัดขึ้นรูป ลิกนินที่อ่อนตัวจะเคลือบแต่ละเส้นใยและผูกวัสดุที่กระจายตัวเข้าด้วยกัน เมื่อเม็ดเย็นลง ลิกนินจะแข็งตัวอีกครั้งและรูปร่างจะล็อคอยู่ การขึ้นรูปเม็ดจึงเป็นกลไกสอง-ส่วน: ทำให้ลิกนินอ่อนตัวลง จากนั้นบีบเส้นใยเข้าด้วยกันในขณะที่ยังเป็นพลาสติกอยู่

การอัดรีดความร้อนเป็นแหล่งความร้อนหลัก

สำหรับทั้งเครื่องจักรแม่พิมพ์แบบเรียบและแบบวงแหวน แหล่งความร้อนที่แข็งแกร่งที่สุดคือแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างลูกกลิ้งแรงดันกับแม่พิมพ์ และระหว่างวัสดุกับผนังแม่พิมพ์ แรงเสียดทานนี้ทำให้อุณหภูมิวัตถุดิบเพิ่มขึ้นโดยไม่มีหัวเผาหรือองค์ประกอบความร้อน:

เครื่องดายแบบแบนพัฒนาแรงดันอัดขึ้นรูปประมาณ 10–15 MPa ซึ่งทำให้อุณหภูมิของวัสดุคงที่อยู่ที่ประมาณ 80 องศา - เพียงพอสำหรับลิกนินอ่อนตัวลงโดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติม

เครื่องจักรแม่พิมพ์แหวนขนาดเล็กทำงานที่ความดันสูงกว่าประมาณ 15–25 MPa และความร้อนจากการเสียดสีจะสูงถึงประมาณ 90–100 องศา ซึ่งจะทำให้ผลอ่อนตัวดีขึ้นและสร้างเม็ดที่มีความหนาแน่นมากขึ้น

เนื่องจากความร้อนเกิดขึ้นจากตัววัสดุ ปริมาณงานและความหนาแน่นของวัตถุดิบจึงส่งผลโดยตรงต่ออุณหภูมิของแม่พิมพ์ อัตราการป้อนที่ลดลงอย่างกะทันหันจะทำให้แม่พิมพ์เย็นลง และเม็ดจะนิ่มและแตกเป็นชิ้น

การออกแบบโครงสร้างที่ปรับปรุงการยึดเกาะ

รายละเอียดการออกแบบสองประการทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในการแปลงแรงเสียดทานให้เป็นพันธะที่ทนทาน:

พื้นผิวลูกกลิ้งกันลื่น-หน้าลูกกลิ้งที่มีพื้นผิวหรือเป็นร่องจะเพิ่มแรงเสียดทานกับวัตถุดิบตั้งต้น ป้องกันการลื่นไถล สร้างความร้อนมากขึ้น และกระจายแรงอัดรีดให้เท่ากันทั่วทั้งหน้าแม่พิมพ์

ปากตายเรียวช่องทางเข้าขนาดใหญ่และช่องทางออกที่เล็กกว่าจะบังคับให้วัสดุบีบอัดอย่างต่อเนื่องขณะเคลื่อนที่ผ่านรู ดังนั้นลิกนินที่อ่อนตัวลงจะเติมเต็มช่องว่างของเส้นใยให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และพันธะก็แข็งแกร่งขึ้น

เครื่องริงไดย์มักจะเพิ่มสารปรับสภาพ ซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิของวัสดุด้วยไอน้ำก่อนที่จะถึงดาย การให้ความร้อนก่อน-จะทำให้ลิกนินนิ่มลงตั้งแต่เนิ่นๆ ลดภาระบนโซนการอัดขึ้นรูป และเพิ่มความหนืดของส่วนผสมเพื่อให้เม็ดขึ้นรูปได้ง่ายขึ้น

การควบคุมความชื้นและขนาดอนุภาค

ตัวแปรวัตถุดิบสองตัวตัดสินใจว่าลิกนินสามารถทำงานได้หรือไม่:

ปริมาณความชื้น ควรอยู่ที่ 12–15%น้ำมากเกินไปจะช่วยลดความร้อนจากการเสียดสี ดังนั้นแม่พิมพ์จึงไม่มีอุณหภูมิอ่อนตัวลง ปริมาณน้ำที่น้อยเกินไปจะทำให้วัสดุยึดเกาะได้ไม่ดี และเส้นใยจะไม่เกาะกันแม้ว่าจะอ่อนตัวลงแล้วก็ตาม

ขนาดอนุภาค 2–5 มม.อนุภาคขนาดใหญ่จะมีความร้อนไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดเป็นหย่อมๆ ซึ่งลิกนินไม่เคยอ่อนตัวลง วัสดุที่ละเอียดเกินไปจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้นและลดความหนาแน่นรวม ซึ่งลดประสิทธิภาพการอัดขึ้นรูป

การจับคู่การตั้งค่ากับวัตถุดิบ

เมื่อเข้าใจหลักการแล้ว พารามิเตอร์ของเครื่องจักรและมาตรฐานการบำบัดก่อน-สามารถตั้งค่าได้โดยเจตนา แทนที่จะลองผิดลองถูก เศษไม้เนื้อแข็งมีลิกนินน้อยกว่า ดังนั้นจึงใช้แรงดันอัดขึ้นรูปหรืออุณหภูมิแม่พิมพ์ที่สูงขึ้นเล็กน้อยเพื่อรับประกันการอ่อนตัวโดยสมบูรณ์ เศษไม้เนื้ออ่อนมีลิกนินมากกว่า จึงสามารถลดแรงกดลงได้เพื่อหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองพลังงานและ-อัดเม็ดมากเกินไป ฟางและแกลบอยู่ระหว่างทั้งสอง และมักจะต้องใช้แม่พิมพ์ที่มีอัตราส่วนการอัดที่สูงกว่า

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ทำไมเม็ดจึงยึดติดกันโดยไม่ต้องใช้กาว
เนื่องจากลิกนินอ่อนตัวลงภายใต้ความร้อนจากการเสียดสี และ-แข็งตัวอีกครั้งเมื่อเย็นลง โดยทำหน้าที่เป็นตัวประสานระหว่างเส้นใยไม้

ถาม: ปริมาณความชื้นที่ดีที่สุดในการขึ้นรูปคืออะไร?
ระหว่าง 12% ถึง 15% วัสดุที่เปียกกว่าจะสร้างความร้อนจากการเสียดสีไม่เพียงพอ และวัสดุที่แห้งกว่านั้นขาดการยึดเกาะที่จำเป็นในการยึดเหนี่ยว

ถาม: ชิปควรมีขนาดอนุภาคเท่าใด
ควบคุมวัสดุที่ถูกบดให้อยู่ระหว่าง 2 มม. ถึง 5 มม. เพื่อให้ความร้อนแบบเสียดทานทั่วทั้งหน้าแม่พิมพ์

ถาม: เครื่องแม่พิมพ์แบบเรียบและแบบแหวนใช้แรงดันเท่าใด
โดยทั่วไปแล้วเครื่องแม่พิมพ์แบบเรียบจะทำงานที่ 10–15 MPa ในขณะที่เครื่องแม่พิมพ์วงแหวนขนาดเล็กจะมีอุณหภูมิถึง 15–25 MPa โดยมีความร้อนจากการเสียดสีสูงกว่าตามสัดส่วน

ถาม: ทำไมเม็ดจึงนิ่มเมื่อสตาร์ท-
การตายด้วยความเย็นไม่สามารถทำให้ลิกนินอ่อนตัวลงได้ อุ่นแม่พิมพ์ด้วยวัสดุแห้งจำนวนเล็กน้อย หรือใช้ครีมนวดผมก่อนที่จะเพิ่มอัตราการป้อน

ถาม: ไม้เนื้อแข็งและไม้เนื้ออ่อนจำเป็นต้องมีการตั้งค่าที่แตกต่างกันหรือไม่
ใช่. ไม้เนื้อแข็งลิกนินต่ำ-ได้ประโยชน์จากความดันหรืออุณหภูมิสูงกว่า ในขณะที่ไม้เนื้ออ่อนลิกนินสูง-สามารถทำงานที่ความดันต่ำได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพของเม็ด