Измельчаем в пыль и щепки

Любое промышленное производство неизменно сопровождается возникновением отходов. И все это «богатство» — от древесной пыли, опилок, стружки до горбыля, обрезов, вершинника и т. д. — находит широкое применение в народном хозяйстве уже в качестве исходного сырья для производства ДВП, ДСП, ДПК, OSB-плит, пеллетов (топливных брикетов) и т. д. Очевидно, что отходы лесозаготовки и лесопереработки в чистом виде использоваться не могут по определению — их необходимо подготовить. Суть подготовки заключается в измельчении древесины до щепы разной фракционности. Она, в свою очередь, зависит от того, для каких целей будет применено переработанное сырье.

Чем измельчать будем?

Избавиться от древесных отходов — дело, на первый взгляд, нехитрое: раз, и в топку. Как говорится, «что сгорит, то не сгниет». Но это не совсем верный подход к делу. На отходах можно… заработать, просто наладив производство щепы, где в качестве сырья как раз и используются наши отходы. А вот с помощью чего отходы можно превратить в доходную часть лесозаготовительного и лесоперерабатывающего бизнеса, мы и поговорим в этой статье. Речь в ней пойдет об измельчительных машинах, конечным продуктом которых и является искомая технологическая щепа. Лесопераработчикам они знакомы и как рубительные машины, или измельчители древесины.

Рубительные машины могут быть разного типа: мобильные передвижные или с собственным шасси, стационарные или навесные на трактор, с питанием от электрической сети или с собственным бензиновым или дизельным двигателем.

В зависимости от того, какую конструкцию машины вы выбираете для использования, принципа ее работы и установленных на ней ножей, можно получить щепу различной фракции, т. е. размера, — от топливной до щепы для копчения.

В настоящее время производителями предлагается настолько широкая линейка оборудования для измельчения древесины, что возникла необходимость классифицировать его. Что, собственно, и сделали, выделив основные критерии, по их конструктивным и технологическим качествам:
• отрасль применения — лесозаготовка, лесопиление, деревообработка и мебельное производство, плитные и ЦБ производства, утилизация отходов;
• тип рабочего органа машины — дисковая, барабанная (барабанные машины, в свою очередь, подразделяются на ножевые, резцовые или молотковые) и роторная (так называемые шредеры);
• мобильность — тип установки машины: на собственном шасси либо как подвесное оборудование или стационарно на станину, фундамент;
• тип загрузки — горизонтальная или наклонная (машины с горизонтальной загрузкой оснащены приводом подачи или загружаются с подающего транспортера; сырье в машинах с наклонной загрузкой подается под собственным весом этого сырья, «самотеком»;
• тип выгрузки готовой щепы — вверх в циклон или кучу либо вниз на транспортер.

Не будем загромождать материал детальным рассмотрением и техническими характеристиками каждого типа рубительных машин — чтобы разобраться во всем их многообразии, нужно обладать обширными знаниями в области техники, механики и других прикладных наук. Остановимся лишь на основных особенностях.

Как это работает?

Итак, в дисковой рубительной машине режущий механизм выполнен в виде вращающегося диска, на котором радиально или под углом расположены режущие ножи. В машинах барабанного типа режущие ножи установлены на ротор в виде цилиндра или двух соосно установленных усеченных конусов.

Кроме классических ножевых рубительных машин, в западных странах широко применяются так называемые шредеры для измельчения древесного утиля, в основном деревянной тары, кабельных бухт, шпал, старой мебели и т. п. Основная цель, которую преследуют лесопереработчики, применяя этот тип оборудования — уменьшить объем, занимаемый отходами. Щепа же, полученная после измельчения в них, годится в основном только в качестве топлива — уж слишком много в ней различных химических соединений, которые использовались «при жизни» измельченного утиля: остатки противокоррозийной, огнезащитной, противогнилостной обработки; лакировка, полировка, ламинирование и т. п.

Для того чтобы определиться с выбором рубительной машины, необходимо ответить для себя на несколько основных вопросов: какой фракционности щепу рассчитываете получить; что будет использовано в качестве сырья; как много этой щепы требуется (иными словами, производительность машины). И наконец, где будет использована машина: на лесопильном заводе ли, лесосеке ли, мусороперерабатывающем производстве и т. д.

Плюсы и минусы

Для производства высококачественной щепы из круглых и колотых лесоматериалов, горбылей и реек наиболее приемлемым станет использование дисковых рубительных машин. Щепа, произведенная на них, более однородна по длине, в сравнении со щепой, приготовленной на барабанных машинах, а доля крупной и опилочной фракций в ней меньше.

«Дисковые рубительные машины обладают большей, в сравнении с барабанной, производительностью. Однако в обслуживании, в частности в замене режущих ножей, дисковые машины требуют к себе более пристального внимания и времени. В этом смысле выгодно отличаются рубительные машины барабанного типа — их обслуживание относительно несложно и сводится к своевременной чистке и замене ножей», — делится кандидат технических наук, директор компании «Барс-Красноярск» Юрий Корчук.

Еще одно неоспоримое преимущество барабанных машин перед дисковыми — большое проходное сечение (до 1000х1600 мм). Это позволяет перерабатывать в щепу крупномерный материал, но, увы, будет страдать качество получаемых частиц — зачастую они выходят чрезмерно длинными. При этом длина их находится в прямой пропорциональности со скоростью подачи исходного сырья. Таким образом, уменьшения длины щепы можно добиться повышением частоты вращения ротора и увеличением количества ножей на нем. То есть существует определенная возможность регулировки агрегата, настройки его на достижение требуемой фракционности щепы. Для стабилизации фракционного состава рабочая часть машины может быть оснащена перфорированным поддоном (ситом), размер ячеек которого может быть переменным, в зависимости от требований к конечному продукту. Такие рубительные машины могут производить щепу основной фракции длиной 4–12 или 10–35 мм, а в машинах для предварительного измельчения длина щепы доходит до 200 мм. Щепа, которая будет получаться на выходе из этих машин, может использоваться и как макрощепа для изготовления длинной узкой стружки, применяемой в производстве OSB—плит, и как микрощепа в пеллетном производстве. Такую щепу, к слову, с превеликим удовольствием возьмут и мясокомбинаты для своих коптилен.

Но все-таки основное преимущество барабанной рубительной машины перед дисковой — широкий спектр использования. Практически весь спектр древесных отходов — кругляк, отторцовка, горбыль, рейка, обрезки, кривоствольная и тонкомерная и даже предварительно раздробленная древесина — может быть переработан этой машиной.

Кстати, при переработке отходов первичной лесозаготовки — сучьев, веток, вершинника, а также при переработке короткомерных отходов лесопиления и деревообработки барабанные машины показывают более высокую производительность, нежели дисковые. К примеру, тяжелые барабанные рубительные машины типа РБ-220 производства Котельничского механического завода имеют производительность до 45 м3 древесины в час. Правда, отпускная цена изготовителя доступна не всем — свыше 5 млн рублей.

Отметим, что стационарные рубительные машины достаточно металлоемки и энергоемки. Это, в общем, и определяет их стоимость. На той же РБ-220, например, установлен электродвигатель мощностью 249,5 кВт. К сожалению, нередки и опасны случаи попадания металлических предметов в рабочие органы машины. Это неминуемо приводит к выходу из строя обычно сразу нескольких ножей. Чтобы этого не случилось, такую машину неплохо бы оснастить металлодетектором. И еще. Во время выполнения цикла рубительная машина испытывает колоссальные динамические нагрузки, что обуславливает устройство собственного мощного фундамента и отделения прочих опорных конструкций от агрегата. Это также повлечет за собой повышение конечной стоимости агрегата.

Зачем платить больше?

Достойное место в линейке моделей рубительных машин занимают и их мобильные версии. Они становятся просто незаменимыми, когда, в силу различных причин, измельчение отходов необходимо производить непосредственно на месте лесозаготовления. Хотя бы для уменьшения объема лесосечных отходов. В таких машинах привод механизма резания осуществляется через вал отбора мощности, передающий крутящий момент от двигателя лесозаготовительной техники. Мобильные рубительные машины могут быть как навесными, так и на собственном шасси. Здесь у разработчиков моделей нет предела фантазии. Наибольшей популярностью пользуются мобильные машины малой и средней мощности РРМ-5 российского производства. Одним из лидеров в сегменте передвижных машин, безусловно, является финский производитель Farmi Forest. Конструкция машин этой компании усовершенствовалась на протяжении многих лет, опираясь на эксплуатационные результаты. В производстве современных моделей используются высококачественные материалы и передовые технологии. Особенности рубительных машин Farmi Forest — это укрепленный каркас, двойной ротор, сдвоенные роликовые подшипники, предназначенные для того, чтобы выдерживать радиальные и осевые нагрузки, ножи, сделанные из специальной стали, устойчивой к повреждениям. Механизм резания приводится в действие от трактора через вал отбора мощности.

Но и в российском машиностроении накоплен большой опыт производства рубительных машин различного типа. Конструкция машин, выпускаемых отечественными предприятиями, надежна, проста и неприхотлива, адаптирована и к используемому сырью, и, что немаловажно, к обслуживающему персоналу.

«Зачем платить вдвое-втрое больше за импортные машины, когда российским производителем предлагаются модели не хуже, а по некоторым параметрам даже лучше западных», — говорит Юрий Корчук.

Кстати, этот тезис особенно актуален сейчас, на фоне расширяющихся санкций в отношении России и взятого в нашей промышленности курса на импортозамещение. Отечественная продукция предназначена главным образом для работы в технологических потоках целлюлозно-бумажной, лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Среди отечественных производителей стационарных рубительных машин специалисты отмечали ЗАО «ПетрозаводскМаш». Он некогда выпускал отличное древесно-подготовительное оборудование, предназначенное для окорки древесины, переработки ее в щепу и подачи на склад или непосредственно на варку технологической щепы с требуемыми параметрами. Дисковые резцовые машины моделей МРР5-30, МРР8-50, МРР12-70 производства этого завода пользовались устойчивым спросом среди лесопереработчиков. Отличительная особенность этих машин — «секционный» способ резания древесины, позволяющий при сравнительно малой установленной мощности приводного электродвигателя перерабатывать древесину больших диаметров. Ныне предприятие сконцентрировалось на производстве оборудования для атомной и нефтегазовой отраслей.

Машины разной конструкции и производительности для производства щепы предлагает также ОАО «Гатчинский опытный завод бумагоделательного оборудования» (ГОЗБО, бывший завод им. Рошаля). Он специализируется на выпуске молотковых мельниц ММ-02-1А, ММ-03А, предназначенных для измельчения древесных отходов грубого сортирования (щепы, обмолышей) в потоке древесно-массного производства и отходов (сучков, непроваров) в потоках производства целлюлозы. Основное предназначение молотковой мельницы ММ-03А-С — измельчение древесных стружек после станка ДС в плитном производстве, измельчение мелких отходов древесины в производстве топливных гранул, пеллет, брикетов тепличных грунтов и др. Различные измельчающие машины выпускаются также группой предприятий «Энергомаш» и Жуковским заводом технологического оборудования.

Однако не все российские машиностроители успели освоить выпуск специального оборудования — шредеров — для измельчения городских хозяйственных и бытовых древесных отходов, строительных конструкций, транспортных поддонов, бруса, обрезков, ящиков, сучьев, пней и пр. В этом случае придется довольствоваться тем, что предлагают зарубежные производители. Здесь пальма первенства традиционно принадлежит европейским и скандинавским компаниям Farmi Forest (Финляндия), Vecoplan и Pallmann (Германия). Справедливости ради скажем, что тот же Котельнический механический завод предлагает две модели шредеров собственного производства.

Немаловажным фактором при выборе поставщика измельчающего оборудования, как отечественного, так и зарубежного, является и то, что многие компании имеют собственные инжиниринговые подразделения, предлагающие планирование надежных и экономичных производственных процессов, которое обеспечит организацию производства с оптимальными затратами.

Инфо

Виды измельченной древесины определяются ГОСТ 2324678 «Древесина измельченная. Термины и определения». Фактически, это древесные частицы различной формы и величины, получаемые в результате механической обработки. Норматив выделяет следующие виды измельченной древесины:
• технологическая щепа (требования определяются ГОСТ 1581583);
• зеленая щепа (щепа, содержащая примеси коры, хвои и/или листьев);
• топливная щепа (к этому виду особых требований не предъявляется. Фракция щепы, используемой как топливо, определяется, как правило, конструкцией топки);
• дробленка (древесные частицы, полученные при измельчении древесины на дробилках и молотковых мельницах);
• древесная стружка (тонкие древесные частицы, образующиеся при резании древесины);
• древесные опилки (мелкие частицы древесины, образующиеся в процессе пиления);
• технологические древесные опилки (опилки, пригодные для производства целлюлозы, древесных плит и продукции лесохимических и гидролизных производств);
• древесная мука (древесные частицы заданного гранулометрического состава, полученные путем сухого механического размола древесины);
• древесная пыль (несортированные древесные частицы размером менее 1 мм).