Расход для ДСП Расход для МДФ Расход для OSB Расход для фанеры Выход шпона Оглавление Таблица 1. Нормы расхода сырья и материалов на 1 м³ древесно-стружечных плит Компонент Единица измерения Однослойные плиты Трёхслойные плиты Примечание Древесное сырьё (щепа, стружка) м³ 1,5 – 1,7 1,6 – 1,8 Влажность сырья W > 30% Карбамидоформальдегидная смола (сухая) кг 95 – 130 65 – 150 Наружн. слой 13-14%, внутр. 10-11% Отвердитель (хлористый аммоний) кг 1,0 – 1,5 0,8 – 2,0 0,5-1% от массы смолы Парафиновая эмульсия кг 3,0 – 5,0 3,5 – 6,0 Гидрофобизатор Антисептические добавки кг 0,5 – 1,5 0,5 – 1,5 При необходимости Значения приведены для плит плотностью 650-750 кг/м³. При изменении плотности расход корректируется пропорционально. Таблица 2. Нормы расхода сырья и материалов на 1 м³ плит МДФ Компонент Единица измерения МДФ стандарт HDF (высокоплотн.) Примечание Древесное сырьё (кряжи, щепа) м³ 1,55 – 1,85 1,8 – 2,0 Окорённые кряжи или технологическая щепа Карбамидоформальдегидная смола кг 70 – 120 120 – 150 Модифицированная меламином Отвердитель кг 3,0 – 5,0 4,0 – 5,0 Сульфат или хлорид аммония Парафиновая эмульсия кг 4,0 – 8,0 5,0 – 10,0 Для водостойкости Лигнин (природное связующее) кг входит в сырьё входит в сырьё Активируется при прессовании Плотность МДФ: 600-800 кг/м³, HDF: 800-1050 кг/м³. Температура прессования около 200-280°C. Таблица 3. Нормы расхода сырья и материалов на 1 м³ плит OSB Компонент Единица измерения OSB-2 OSB-3/OSB-4 Примечание Древесное сырьё (балансы хвойных пород) м³ 1,3 – 1,4 1,4 – 1,5 Сосна, ель, осина, тополь Связующее (смолы) кг 50 – 65 60 – 80 3-10% от массы плиты MDI (наружные слои) кг - 15 – 25 Метилендифенилдиизоцианат Меламинокарбамидная смола кг 35 – 50 40 – 55 Наружные слои Парафин (воск) кг 5 – 8 8 – 12 Гидрофобизатор Плотность OSB: 640-700 кг/м³. Размеры стружки-стренд: длина до 120 мм, ширина 10-100 мм, толщина 0,7-1 мм. Таблица 4. Нормы расхода сырья и клея на 1 м³ фанеры Компонент Единица измерения Берёзовая фанера Хвойная фанера Примечание Фанерное сырьё (кряжи) м³ 2,2 – 2,5 2,0 – 2,3 Зависит от диаметра и сорта Клей на м³ фанеры (жидкий) кг 85 – 110 70 – 100 ФК или ФСФ марки Расход клея на м² шпона г/м² 100 – 130 145 – 160 Для шпона толщиной более 2,5 мм Смола СФЖ-3014 (для ФСФ) кг 95 – 115 80 – 100 Фенолформальдегидная Смола КФМТ (для ФК) кг 80 – 100 65 – 85 Карбамидоформальдегидная Плотность берёзовой фанеры: 650-750 кг/м³, хвойной: 500-650 кг/м³. Потери на упрессовку: 7-12%. Таблица 5. Коэффициенты выхода шпона при лущении Диаметр чурака, см Сорт сырья Выход форматного шпона, % Выход кускового шпона, % Потери на карандаш, % 16-20 1 сорт 55 – 60 8 – 12 12 – 15 16-20 2 сорт 48 – 54 10 – 14 12 – 15 21-26 1 сорт 62 – 68 6 – 10 8 – 10 21-26 2 сорт 56 – 62 8 – 12 8 – 10 27-32 1 сорт 68 – 74 5 – 8 6 – 8 27-32 2 сорт 62 – 68 6 – 10 6 – 8 более 32 1 сорт 72 – 78 4 – 6 5 – 7 Данные для берёзового сырья. Диаметр карандаша на современном оборудовании: 55-70 мм. Дополнительные потери на оцилиндровку: 15-20%. Содержание статьи Общие принципы нормирования расхода сырья Расход древесины и связующего для ДСП Нормы расхода материалов для производства МДФ Особенности расхода сырья при изготовлении OSB Баланс древесины в производстве фанеры Коэффициент выхода шпона при лущении Расчёт потребности в парафине и отвердителе Факторы, влияющие на нормы расхода Часто задаваемые вопросы Общие принципы нормирования расхода сырья Нормирование расхода сырья и материалов представляет собой систематический процесс определения максимально допустимого количества ресурсов, необходимых для производства единицы продукции. В деревоперерабатывающей отрасли этот показатель имеет критическое значение, поскольку стоимость древесного сырья составляет значительную долю себестоимости готовых древесных плит. При расчёте норм расхода учитываются следующие составляющие: полезный расход материала, технологические отходы на различных операциях, а также неизбежные потери при транспортировке и хранении. Коэффициент использования сырья определяется как отношение массы готовой продукции к массе израсходованного материала и варьируется в зависимости от типа производимой плиты. Структура нормы расхода Норма расхода древесного сырья включает: чистый расход на единицу продукции, технологические потери при измельчении и сушке (5-15%), отходы при формировании ковра и прессовании (3-8%), потери при обрезке и шлифовании (8-12%). Базисная плотность древесного сырья существенно влияет на расчётные нормы. Для осины этот показатель составляет около 400 кг/м³, для берёзы — 520 кг/м³, для сосны — 415 кг/м³. Средневзвешенная базисная плотность при использовании смеси пород рассчитывается с учётом процентного соотношения каждой породы в сырьевой базе предприятия. Вернуться к началу Расход древесины и связующего для ДСП Производство древесно-стружечных плит требует значительного объёма древесного сырья и синтетических связующих веществ. На изготовление одного кубического метра ДСП расходуется от 1,5 до 1,8 м³ древесного сырья в зависимости от конструкции плиты и технологического режима. Трёхслойные плиты с мелкоструктурной поверхностью требуют несколько большего расхода из-за особенностей формирования наружных слоёв. Расход карбамидоформальдегидных смол Основным связующим материалом при производстве ДСП служат карбамидоформальдегидные смолы. Нормы расхода сухой смолы существенно различаются для наружных и внутреннего слоёв трёхслойных плит. При базисной плотности сырья 400 кг/м³ рекомендуемый расход смолы составляет: для наружных слоёв — 14,0% от массы абсолютно сухой стружки, для внутреннего слоя — 10,6%. При увеличении базисной плотности до 440 кг/м³ эти показатели снижаются до 13,5% и 10,0% соответственно. В абсолютных величинах расход связующего на один кубический метр готовой плиты составляет от 65 до 150 кг в зависимости от плотности изделия и конструктивных особенностей. Годовая потребность карбамидоформальдегидной смолы для завода мощностью 100 000 м³/год при удельном расходе 130 кг/м³ достигает 13 000 тонн. В структуре себестоимости ДСП стоимость связующего составляет 30-40%. Особенности распределения связующего В отличие от фанеры, где между слоями шпона формируется сплошной клеевой слой, в ДСП связующее распределяется по поверхности древесных частиц дискретно — в виде точек и полос. Такое распределение происходит при распылении смолы и последующем перемешивании в высокооборотных смесителях. Вернуться к началу Нормы расхода материалов для производства МДФ Технология производства древесноволокнистых плит средней плотности предполагает использование специально подготовленного древесного волокна. Для изготовления одного кубометра МДФ требуется от 1,5 до 2,0 м³ древесного сырья, около 70-120 кг карбамидоформальдегидной смолы и 3-5 кг отвердителя. При производстве плит повышенной плотности (HDF) расход компонентов увеличивается пропорционально. Особенности связующих для МДФ В качестве связующего элемента при производстве МДФ применяются карбамидные смолы, модифицированные меламином. Такая модификация обеспечивает низкую эмиссию формальдегида, сравнимую с показателями натуральной древесины. По требованиям отраслевых стандартов содержание формальдегида для МДФ класса E1 не должно превышать 8 мг на 100 г готовой плиты при исследовании перфораторным методом. Для повышения влагостойкости в состав вводится парафиновая эмульсия в количестве 4-8 кг на кубометр продукции. Парафин добавляется к горячей волокнистой массе непосредственно на выходе из рафинера совместно со связующими веществами. Распределение добавок осуществляется в процессе интенсивного перемешивания для достижения максимальной равномерности. Влияние плотности на расход сырья Плотность МДФ варьируется от 600 до 800 кг/м³, что напрямую влияет на нормы расхода компонентов. При производстве плит повышенной плотности (более 800 кг/м³) расход древесного сырья возрастает до 2,0 м³, а количество связующего — до 150 кг на кубометр. Пропорции компонентов могут различаться на разных предприятиях, поскольку МДФ производится по техническим условиям. Вернуться к началу Особенности расхода сырья при изготовлении OSB Ориентированно-стружечные плиты характеризуются уникальной структурой, состоящей из крупномерной древесной стружки особой формы — стренд. Для производства OSB используется балансовая древесина хвойных пород первого и третьего сортов, а также дровяная древесина в качестве источника тепловой энергии. Диапазон диаметров балансов составляет от 60 до 500 мм. Расход древесного сырья На производство одного кубометра OSB расходуется от 1,3 до 1,5 м³ древесного сырья. Плиты OSB содержат до 90% древесины, при этом доля связующего компонента составляет около 10% массы готового изделия. Такое соотношение обеспечивает экологическую безопасность материала и сохраняет эксплуатационные характеристики древесины: лёгкость и низкую теплопроводность. Связующие материалы для OSB В производстве OSB одновременно применяются несколько видов связующих веществ. Для наружных слоёв используется меламинокарбамидоформальдегидная смола, для внутреннего слоя — полимерный метилендифенилдиизоцианат (pMDI). Общий расход связующих составляет 50-80 кг на кубометр плиты. Содержание клеевых компонентов в OSB не превышает 3%, тогда как в ДСП их содержание достигает 12-14%. Параметры стружки-стренд Для изготовления плит используется только стружка определённых размеров: длина до 120 мм, ширина от 10 до 100 мм, толщина от 0,7 до 1 мм. Направление волокон стружки в соседних слоях ориентировано перпендикулярно, что обеспечивает высокую прочность готовых плит. Парафиновая эмульсия вводится в смесь параллельно со смолами и служит гидрофобизатором. Расход парафина составляет 5-12 кг на кубометр продукции в зависимости от класса влагостойкости плиты. Процесс перемешивания продолжается до равномерного покрытия каждой частицы стружки тонким слоем связующего состава. Вернуться к началу Баланс древесины в производстве фанеры Производство фанеры относится к материалоёмким процессам, где удельный вес древесины в структуре затрат достигает 50%. На изготовление одного кубометра фанеры требуется от 2,0 до 2,5 м³ фанерного сырья в зависимости от породы древесины, диаметра кряжей и сортности. Берёзовая фанера составляет около 95% производства в России благодаря особенностям состава лесов. Структура потерь при производстве Значительные производственные потери древесины имеют место на нескольких операциях. При лущении чураков образуются шпон-рванина и карандаши, составляющие более 30-35% всей расходуемой древесины. Потери на участке обрезки фанеры достигают 8-10%, дополнительные отходы возникают при сушке, сортировке и ребросклеивании шпона. Расход клеевых материалов Производственный расход клея определяется в килограммах на кубометр фанеры с учётом всех потерь при изготовлении и использовании клеевой композиции. Техническая норма расхода клея СФЖ-3013 для соснового шпона толщиной более 2,5 мм составляет 145-150 г/м². Для производства фанеры марки ФК применяется карбамидоформальдегидная смола КФМТ, а марки ФСФ — фенолоформальдегидная смола СФЖ-3014. Оптимальный расход клея при экструзионном нанесении составляет 55-60 г/м² при скорости подачи под экструдером до 70 м/мин. Потери клея при этом не превышают 5%. Для вспенивания клеевой композиции используются специальные устройства, увеличивающие объём смолы в 3-5 раз по сравнению с исходным. Вернуться к началу Коэффициент выхода шпона при лущении Объём шпона, получаемый из единицы объёма перерабатываемого сырья, называется количественным выходом. Различают технологический выход, определяемый конструктивными параметрами оборудования, и производственный выход, учитывающий реальные условия эксплуатации. Современные лущильные станки с трёхкулачковыми шпинделями позволяют уменьшить диаметр карандаша до 55 мм. Зоны формирования шпона При лущении чурака выделяют несколько характерных зон. Зона оцилиндровки характеризуется снятием неровностей и приданием цилиндрической формы. Зона получения кускового шпона формируется до выхода непрерывной ленты. Зона полноформатного шпона начинается с момента образования непрерывной ленты и продолжается до конца лущения. Потери на карандаш при соблюдении технологических режимов составляют около 10% объёма сырья. Влияние диаметра чурака Выход форматного шпона напрямую зависит от диаметра перерабатываемого сырья. При диаметре 16-20 см выход форматного шпона первого сорта составляет 55-60%, при увеличении диаметра до 27-32 см этот показатель возрастает до 68-74%. Использование современных систем центровки с ультразвуковыми датчиками обеспечивает увеличение полезного выхода шпона на 5-10% за счёт оптимального позиционирования чурака. Влияние качества тепловой обработки При нарушении режимов гидротермической обработки, особенно в зимний период, диаметр карандаша может увеличиваться из-за хрупкости недостаточно прогретой древесины. Около 1,5-2,5% объёма сырья дополнительно теряется при раскрое кускового и форматного шпона. Вернуться к началу Расчёт потребности в парафине и отвердителе Парафиновая эмульсия применяется при производстве всех типов древесных плит в качестве гидрофобизирующей добавки. Расход парафина зависит от требуемого класса влагостойкости готовой продукции и варьируется от 3 до 12 кг на кубометр плиты. Для влагостойких модификаций ДСП, маркированных буквой «В», расход парафина увеличивается до верхней границы диапазона. Отвердители для различных смол В качестве отвердителей карбамидоформальдегидных смол используются хлорид аммония или сульфат аммония. Расход отвердителя составляет 0,5-1% от массы сухой смолы, что соответствует 0,8-2,0 кг на кубометр готовой плиты. Фенолформальдегидные смолы, применяемые для производства фанеры марки ФСФ, не требуют добавки отвердителя благодаря механизму самоотверждения при повышенной температуре. Расчёт потребности на программу Годовая потребность в парафине для предприятия с производственной мощностью 100 000 м³/год при среднем расходе 5 кг/м³ составляет 500 тонн. Потребность в отвердителе при расходе 1,5 кг/м³ достигает 150 тонн в год. Эти показатели закладываются в расчёт материального баланса производства и служат основой для планирования закупок. Вернуться к началу Факторы, влияющие на нормы расхода Фактические нормы расхода сырья и материалов определяются комплексом взаимосвязанных факторов. Качество поступающего древесного сырья, техническое состояние оборудования, квалификация персонала и соблюдение технологических режимов оказывают существенное влияние на эффективность использования ресурсов. Влияние породного состава Породный состав сырья для производства ДСП в России характеризуется преобладанием лиственных пород: осина и ольха составляют около 51%, берёза — 26%, сосна — 12%, ель — 9%. При изменении соотношения пород корректируются нормы расхода связующего, поскольку базисная плотность различных пород существенно отличается. Техническое состояние оборудования Износ технологического оборудования приводит к ухудшению качества обработки, неустойчивости режимов и повышенному расходу сырья. Своевременное техническое обслуживание и замена изношенных узлов позволяют поддерживать расход материалов на уровне нормативных показателей. Внедрение современных систем автоматизации обеспечивает снижение потерь на 5-15%. Влажность сырья: повышение влажности выше оптимальной увеличивает энергозатраты на сушку и может привести к дефектам Температурный режим: отклонения от заданной температуры прессования влияют на расход связующего Толщина готовой плиты: для тонких плит удельный расход материалов на единицу объёма выше Формат продукции: увеличение формата снижает относительные потери при обрезке Вернуться к началу Часто задаваемые вопросы Почему расход сырья на производство фанеры выше, чем для ДСП? Производство фанеры связано со значительными технологическими потерями при лущении (шпон-рванина, карандаши), которые составляют 30-35% от объёма сырья. Дополнительные потери возникают при обрезке, сушке и сортировке шпона. В производстве ДСП используется измельчённая древесина, что позволяет утилизировать практически весь объём поступающего сырья, включая отходы других производств. Как рассчитать расход связующего для трёхслойной ДСП? Расход связующего рассчитывается отдельно для наружных и внутреннего слоёв. Для базисной плотности сырья 400 кг/м³ норма составляет 14% для наружных слоёв и 10,6% для внутреннего слоя от массы абсолютно сухой стружки. Общий расход определяется с учётом соотношения слоёв в готовой плите (обычно 40-50% наружные слои, 50-60% внутренний слой) и переводится в килограммы на кубометр продукции. Какой коэффициент выхода шпона при лущении берёзового сырья? Коэффициент выхода форматного шпона зависит от диаметра и сорта сырья. Для берёзовых чураков диаметром 21-26 см первого сорта выход составляет 62-68%, для сырья диаметром более 32 см — до 72-78%. Дополнительно получают кусковой шпон (4-12%) и побочные продукты. Общий выход товарного шпона может достигать 75-85% от объёма чурака. Зачем в состав древесных плит добавляют парафин? Парафиновая эмульсия выполняет функцию гидрофобизатора — придаёт плитам водоотталкивающие свойства. Парафин проникает в структуру древесных частиц и препятствует быстрому впитыванию влаги. Для влагостойких модификаций ДСП, МДФ и OSB расход парафина увеличивается до 8-12 кг/м³. В сочетании с качественным связующим это обеспечивает разбухание плиты не более 15% при суточном погружении в воду. Чем отличается расход материалов для OSB и ДСП? Основное отличие — в содержании связующего: для OSB оно составляет 3-10% (50-80 кг/м³), для ДСП — 12-14% (65-150 кг/м³). Расход древесного сырья для OSB несколько ниже (1,3-1,5 м³) по сравнению с ДСП (1,5-1,8 м³). Это объясняется большим размером частиц-стренд и меньшими потерями при измельчении. В OSB также применяются более современные связующие — pMDI для внутреннего слоя, что повышает влагостойкость при меньшем расходе. Как влияет базисная плотность древесины на расход смолы? Базисная плотность древесины определяет удельную поверхность частиц в единице объёма плиты. При более высокой плотности сырья (например, берёза 520 кг/м³ против осины 400 кг/м³) удельная поверхность меньше, соответственно требуется меньше связующего для покрытия частиц. При увеличении базисной плотности с 400 до 440 кг/м³ нормы расхода смолы снижаются на 0,5-1% для наружных слоёв.