ES2395535T3 - Procedure and installation for the treatment of wood to manufacture medium density fiber plates - Google Patents

Abstract

Procedimiento para tratar madera, en el que primeramente se generan trozos de madera, para fabricar placas dedensidad media (MDF), con las siguientes etapas:a) transporte de los trozos de madera a una tolva (1),b) precocción de los trozos de madera en la tolva (1) mediante vapor caliente,c) descarga y eliminación del agua de los trozos de madera desde la tolva (1) mediante un tornillo sin fin dealimentación (2) en un hervidor (3),d) disgregación de los trozos de madera en el hervidor (3) mediante vapor caliente,e) extracción de los trozos de madera disgregados hasta un refinador (4) y desfibrado de los trozos de maderapara formar fibras de madera,f) encolado de las fibras de madera húmedas yg) secado de las fibras de madera encoladas en un secador (5) mediante gas caliente,caracterizado porqueh) los trozos de madera se precalientan a lo más tardar en la tolva (1) mediante microondas o ultrasonidos.Procedure for treating wood, in which first pieces of wood are generated, to manufacture medium density plates (MDF), with the following stages: a) transport of the pieces of wood to a hopper (1), b) pre-cooking of the pieces of wood in the hopper (1) by hot steam, c) discharge and removal of water from the wood pieces from the hopper (1) by means of a feed screw (2) in a kettle (3), d) disintegration of the pieces of wood in the kettle (3) by hot steam, e) extraction of the pieces of broken wood to a refiner (4) and defibration of the pieces of wood to form wood fibers, f) gluing of the wet wood fibers and g) drying of the glued wood fibers in a dryer (5) by hot gas, characterized in that h) the pieces of wood are preheated at the latest in the hopper (1) by microwave or ultrasonic.

Description

Procedimiento e instalación para el tratamiento de la madera para fabricar placas de fibra de densidad media. Procedure and installation for the treatment of wood to manufacture medium density fiber plates.

La invención se refiere a un procedimiento y una instalación para el tratamiento de la madera para fabricar placas de fibras de densidad media (MDF), en el que primeramente se generan trozos de madera, que a continuación se transportan a una tolva y allí se realiza una precocción mediante vapor caliente. Desde la tolva se transportan los trozos de madera mediante un tornillo sin fin de alimentación a un hervidor, en el que al atravesar el tornillo sin fin de alimentación se desaguan. En el hervidor se disgregan los trozos de madera a continuación mediante vapor caliente. Los trozos de madera disgregados se extraen del hervidor y se llevan a un refinador, donde los mismos se desfibran formando fibras de madera. Las fibras de madera aún húmedas se encolan a continuación y se llevan a un secador, en el que se secan mediante gas caliente. Las fibras de madera secas se llevan a continuación a un dispositivo esparcidor, mediante el que las fibras se esparcen para formar una masa, que a continuación se prensa bajo una elevada presión y alta temperatura para formar una placa de fibras del espesor deseado. The invention relates to a process and an installation for the treatment of wood for manufacturing medium density fiberboard (MDF), in which first pieces of wood are generated, which are then transported to a hopper and there is made a precook by hot steam. The pieces of wood are transported from the hopper by means of a feed screw to a kettle, in which, when they pass through the feed screw, they are drained. In the kettle the pieces of wood are then broken down by hot steam. The pieces of broken wood are removed from the kettle and taken to a refiner, where they are defibrated into wood fibers. The still wet wood fibers are then glued and taken to a dryer, in which they are dried by hot gas. The dried wood fibers are then taken to a spreader device, whereby the fibers are spread to form a dough, which is then pressed under high pressure and high temperature to form a fiber plate of the desired thickness.

Un tal procedimiento se conoce por ejemplo por el documento DE 197 46 383 A1. Such a procedure is known for example from DE 197 46 383 A1.

Por el documento WO 2009/134764 A2 se conoce un procedimiento para fabricar un material de celulosa o lignocelulosa para la fabricación de papel, en el que el material en bruto se trata con radiación ionizante, para de esta manera influir sobre el peso molecular del material en bruto y mejorar las características del papel acabado. From WO 2009/134764 A2 a process for manufacturing a cellulose or lignocellulose material for papermaking is known, in which the raw material is treated with ionizing radiation, to thereby influence the molecular weight of the material. raw and improve the characteristics of the finished paper.

El documento DE 195 15 734 A1 da a conocer un procedimiento para fabricar fibras de madera, en el que para plastificar los aglutinantes propios de la madera y para ablandar las fibras de madera se utiliza vapor saturado, al que se le añade en un proceso en circulación vapor caliente insaturado. Entonces puede llevarse una parte del flujo de vapor sobrecalentado a un troceador, y servir allí para precalentar los trozos de madera. Document DE 195 15 734 A1 discloses a process for manufacturing wood fibers, in which to saturate the wood binders and to soften the wood fibers saturated steam is used, which is added in a process in which unsaturated hot steam circulation. Then a part of the superheated steam flow can be taken to a chopper, and served there to preheat the pieces of wood.

El documento EP 0 826 471 A2 describe un procedimiento para tratar residuos de placas de fibras, en el que el desfibrado de los residuos se realiza tras un tratamiento térmico sin presión en un medio líquido con subsiguiente tratamiento a presión mediante expansión del vapor. El tratamiento térmico sin presión en un medio líquido puede realizarse entonces en un tornillo transportador sin fin para la cocción lleno de agua de proceso. EP 0 826 471 A2 describes a process for treating fiber plate waste, in which the defibration of the waste is carried out after a heat treatment without pressure in a liquid medium with subsequent pressure treatment by steam expansion. The pressure-free heat treatment in a liquid medium can then be carried out on an endless conveyor screw for full cooking of process water.

Cuando se utiliza madera silvestre o residual, el descortezado es de gran importancia en cuanto a la posterior calidad de las placas. Cuanto más intenso sea el descortezado, tanto más claro será posteriormente el color de la placa y tanto menos problemas dará al barnizarla o recubrirla. Para un descortezado continuo se utilizan por lo general descortezadores de rotor. Para evitar un secado demasiado rápido de la madera, se realiza el descortezado lo más inmediatamente posible antes del tratamiento de la madera o bien es parte integrante de la secuencia continua del proceso. En la primera etapa del descortezado se prepara la madera, clasificándola y limpiándola. La utilización de aparatos buscametales evita que se dañen las herramientas y aumenta la duración. La madera así limpiada se lleva entonces a un troceador de discos o de tambor, en el que se procesa el tronco del árbol a continuación para formar trozos de madera. La longitud que puede alcanzarse en los trozos de madera depende en los troceadores de tambor directamente de la velocidad de avance y es inversamente proporcional a la velocidad de giro del rotor y al número de cuchillas. En un posterior descortezado no ofrece la madera húmeda de por sí ninguna dificultad, sino en todo caso en el subsiguiente secado. Por el contrario la madera seca es muy desfavorable para el proceso de desfibrado, debido a la aparición de más polvo y material muy pequeño que ello implica. When wild or residual wood is used, debarking is of great importance in terms of the subsequent quality of the plates. The more intense the barking, the clearer the color of the plate will be later and the less problems it will give when varnishing or coating it. For continuous barking, rotor barking machines are generally used. To avoid drying the wood too quickly, debarking is carried out as immediately as possible before the wood is treated or is an integral part of the continuous sequence of the process. In the first stage of debarking, the wood is prepared, sorted and cleaned. The use of metalworking devices prevents damage to the tools and increases the duration. The wood thus cleaned is then taken to a disk chopper or drum, in which the tree trunk is then processed to form pieces of wood. The length that can be reached in the wood chips depends on the drum choppers directly on the feed rate and is inversely proportional to the rotational speed of the rotor and the number of blades. In a later debarking, the wet wood does not offer any difficulty, but in any case in the subsequent drying. On the contrary, dry wood is very unfavorable for the defibration process, due to the appearance of more dust and very small material that this implies.

La fabricación y acabado de placas MDF se describe muy prolijamente en el documento Deppe/Ernst “Placas de fibras de densidad media MDF", editorial DRW 1996, ISBN 2- 87181-329-X. The manufacture and finishing of MDF plates is described very neatly in the Deppe / Ernst document "MDF Medium Density Fiber Plates", editorial DRW 1996, ISBN 2- 87181-329-X.

La energía necesaria para el desfibrado y secado de los trozos de madera es función de características o propiedades discretas y viene controlada también por las mismas. Esta energía se aporta a diversas etapas del proceso. Al realizar la vaporización previa de los trozos de madera en la tolva, en el llenado eléctrico del hervidor mediante el tornillo sin fin de alimentación, al eliminar el agua de los trozos de madera en un tubo de eliminación del agua, en forma de vapor caliente al realizar la cocción, a continuación de forma eléctrica en el refinador al realizar el desfibrado y finalmente al realizar el secado mediante gases calientes. The energy required for defibration and drying of wood chips is a function of discrete characteristics or properties and is also controlled by them. This energy is contributed to various stages of the process. By pre-vaporizing the pieces of wood in the hopper, in the electric filling of the kettle by means of the endless feeding screw, by removing the water from the pieces of wood in a water removal tube, in the form of hot steam when cooking, then electrically in the refiner when defibrating and finally when drying by hot gases.

El portador principal de energía es, además de la energía eléctrica, el vapor caliente. Debido a la generación de agua purificada y como consecuencia del consumo de energía necesario para la vaporización, el vapor caliente es muy costoso. Las unidades para la generación del vapor tienen una configuración compleja e igualmente son costosas. Las pérdidas como consecuencia de fugas, gradientes de temperatura y calor residual del condensado son extremadamente altas y al realizar la expansión del vapor resulta condensado como agua residual. The main energy carrier is, in addition to electric power, hot steam. Due to the generation of purified water and as a consequence of the energy consumption necessary for vaporization, hot steam is very expensive. The steam generation units have a complex configuration and are equally expensive. The losses as a result of leaks, temperature gradients and residual heat of the condensate are extremely high and when the steam is expanded it is condensed as wastewater.

Partiendo de esta problemática, tiene la invención como tarea básica optimizar una instalación de tratamiento de trozos de madera tal que se genere menos agua residual. La instalación debe además posibilitar, además de la generación de menos agua residual, la optimización energética del proceso completo y con ello la fabricación más ecológica de placas de compuesto de madera. Based on this problem, the invention has as a basic task to optimize a wood chip treatment facility such that less wastewater is generated. The installation must also enable, in addition to the generation of less wastewater, the energy optimization of the entire process and with it the most ecological manufacturing of wood composite plates.

La solución al problema tiene lugar precalentando en un procedimiento de tipo genérico los trozos de madera como muy tarde en la tolva mediante un sistema calentador. Para ello puede estar dotada la tolva o el equipo de transporte con el que se transportan los trozos de madera hasta la tolva de un sistema calentador. Correspondientemente puedan estar dotados, en una instalación de tipo genérico, bien la tolva o bien el equipo de transporte, de un sistema calentador y los trozos de madera se precalientan así antes de ser sometidos al vapor caliente. The solution to the problem takes place by preheating the pieces of wood in a generic procedure at the latest in the hopper by means of a heating system. For this, the hopper or the transport equipment with which the pieces of wood are transported to the hopper of a heating system can be provided. Correspondingly, in a generic type installation, either the hopper or the transport equipment may be provided with a heating system and the pieces of wood are preheated in this way before being subjected to hot steam.

El precalentamiento de los trozos de madera en la tolva de almacenamiento o en el equipo de transporte, que preferiblemente es un tornillo sin fin, se realiza preferiblemente mediante microondas o mediante ultrasonidos. The preheating of the pieces of wood in the storage hopper or in the transport equipment, which is preferably an endless screw, is preferably carried out by microwave or ultrasonic.

Cuando los trozos de madera se precalientan hasta una temperatura de 105 a 110 °C, resulta un consumo de vapor caliente reducido en aprox. un 50%. En el hervidor se disgregan los trozos de madera a una temperatura de unos 170 °C, preferiblemente durante unos 3,5 minutos, mediante vapor caliente. Las fibras de madera secadas en el secador pueden a continuación encolarse de nuevo. When the wood chips are preheated to a temperature of 105 to 110 ° C, a hot steam consumption reduced by approx. 50% In the kettle the pieces of wood are disintegrated at a temperature of about 170 ° C, preferably for about 3.5 minutes, by hot steam. The wood fibers dried in the dryer can then be glued again.

Mediante la solución correspondiente a la invención resulta, al estrujar los trozos de madera en el tubo de eliminación del agua o bien en el tornillo sin fin de alimentación, menos agua residual. Mediante el sistema calentador se realiza un calentamiento selectivo de los trozos de madera sin gravosas pérdidas al entorno, con lo que a continuación se reduce también la carga del secador para las fibras. The solution corresponding to the invention results in squeezing the pieces of wood in the water elimination tube or in the endless feeding screw, less residual water. By means of the heating system, selective heating of the wood pieces without serious losses to the environment is carried out, which then also reduces the dryer load for the fibers.

Con ayuda de un dibujo se describirá a continuación más en detalle un ejemplo de ejecución de la invención. Se muestra en: An exemplary embodiment of the invention will be described in more detail below with the aid of a drawing. It is shown in:

figura 1 un diagrama de flujo de la secuencia del procedimiento, figura 2 una representación esquemática de la instalación para realizar el procedimiento. Figure 1 a flow chart of the sequence of the procedure, Figure 2 a schematic representation of the installation to perform the procedure.

Los trozos de madera procedentes del tronco de árbol descortezado, una vez troceados, se transportan mediante el tornillo sin fin de transporte 9 dotado de un sistema calentador 1a a la tolva 1 y se precalientan durante el transporte a una temperatura de 105 a 110°C. A continuación se introduce en la tolva 1 vapor caliente, para precocer los trozos de madera. El condensado que entonces se produce se conduce como agua residual A al sistema de tratamiento de aguas residuales 8. Tras la precocción se conducen los trozos de madera a través de un tornillo sin fin de alimentación 2 a un hervidor 3 y entonces se elimina el agua mediante un tubo de eliminación del agua no representado más en detalle. Para eliminar el agua de los trozos de madera pueden prensarse los trozos de madera, tal como se indica en la figura 2 con la flecha P, en el transportador de tornillo sin fin hacia la tolva 1. El agua residual A que entonces se genera se conduce también al sistema de tratamiento de aguas residuales A. La parte principal del condensado se genera en el tornillo sin fin de alimentación 2, antes de conducir los trozos de madera al hervidor 3. En el hervidor 3 se disgregan los trozos de madera mediante vapor caliente a una presión de unos 10 bar y una temperatura de unos 170 °C durante unos 3,5 minutos. El condensado A que entonces se produce se conduce igualmente al sistema de tratamiento de aguas residuales 8. Cuando los trozos de madera están suficientemente disgregados, se conducen a un refinador 4 para el desfibrado. También entonces se produce condensado o agua residual A, que se conduce al sistema de tratamiento de aguas residuales 8. Las fibras de madera obtenidas en el refinador 4 se encolan en el estado aún húmedo en el punto L con un adhesivo y se llevan a continuación a un secador 5, en el que se secan las fibras encoladas mediante gas caliente a una temperatura de unos 160 °C hasta una humedad residual de aprox. 10-15%. El vapor que entonces se produce y/o el correspondiente condensado A se conducen al sistema de tratamiento de aguas residuales 8. Las fibras secadas en el secador 5 se transportan a continuación a un dispositivo esparcidor 6 y antes de alcanzar el dispositivo esparcidor 6 se encolan con una cola de nuevo en el punto L1. Mediante el dispositivo esparcidor 6 se esparce una masa de fibras sobre una cinta transportadora que circula sin fin, que a continuación se lleva a la prensa en caliente 7. En la prensa en caliente 7 se prensa a continuación la masa de fibras esparcida para formar una placa de fibras de densidad media (MDF) del espesor deseado. The pieces of wood from the bark of the barked tree, once chopped, are transported by means of the worm 9 provided with a heating system 1a to the hopper 1 and preheated during transport at a temperature of 105 to 110 ° C . Then 1 hot steam is introduced into the hopper, to precook the pieces of wood. The condensate that is then produced is conducted as wastewater A to the wastewater treatment system 8. After precooking, the pieces of wood are driven through a feed screw 2 to a kettle 3 and then the water is removed by means of a water elimination tube not shown in more detail. To remove the water from the pieces of wood, the pieces of wood can be pressed, as indicated in figure 2 with the arrow P, on the worm conveyor towards the hopper 1. The waste water A that is then generated is It also leads to the sewage treatment system A. The main part of the condensate is generated in the feed screw 2, before driving the pieces of wood to the kettle 3. In the kettle 3 the pieces of wood are broken up by steam heat at a pressure of about 10 bar and a temperature of about 170 ° C for about 3.5 minutes. The condensate A that is then produced is also conducted to the wastewater treatment system 8. When the pieces of wood are sufficiently disintegrated, they are conducted to a refiner 4 for defibration. Also, condensate or wastewater A is produced, which is conducted to the wastewater treatment system 8. The wood fibers obtained in the refiner 4 are glued in the still wet state at point L with an adhesive and then carried to a dryer 5, in which the glued fibers are dried by hot gas at a temperature of about 160 ° C to a residual humidity of approx. 10-15% The steam that is then produced and / or the corresponding condensate A is taken to the wastewater treatment system 8. The fibers dried in the dryer 5 are then transported to a spreader device 6 and before reaching the spreader device 6 they are glued with a tail again at point L1. By means of the spreader device 6 a mass of fibers is spread on a conveyor belt that circulates endlessly, which is then carried to the hot press 7. In the hot press 7 the mass of fibers scattered is then pressed to form a medium density fiberboard (MDF) of the desired thickness.

El sistema calentador 1a en la tolva 1 o en el tornillo sin fin de transporte 9 es un dispositivo para irradiar los trozos de madera mediante microondas o mediante ultrasonidos. The heating system 1a in the hopper 1 or in the transport screw 9 is a device for irradiating the pieces of wood by microwave or by ultrasound.

Lista de referencias Reference List

1 one

tolva hopper

1a 1st

sistema calentador heater system

2 2

tornillo sin fin de alimentación feed screw

3 3

hervidor kettle

4 4

refinador refiner

5 5

secador dryer

5 5

6 dispositivo esparcidor 6 spreader device

7 7

prensa en caliente hot press

8 8

sistema de tratamiento de agua residual wastewater treatment system

10 10

9 tornillo sin fin de transporte/equipo de transporte 9 worm screw / transport equipment

A TO

agua residual/condensado   wastewater / condensate

15 fifteen

L punto de encolado L  glue point

L1L1

punto de encolado  glue point

Claims (8)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para tratar madera, en el que primeramente se generan trozos de madera, para fabricar placas de densidad media (MDF), con las siguientes etapas: a) transporte de los trozos de madera a una tolva (1), b) precocción de los trozos de madera en la tolva (1) mediante vapor caliente, c) descarga y eliminación del agua de los trozos de madera desde la tolva (1) mediante un tornillo sin fin de 1. Procedure for treating wood, in which first pieces of wood are generated, to manufacture medium density plates (MDF), with the following stages: a) transport of the wood pieces to a hopper (1), b) precooking of the pieces of wood in the hopper (1) by hot steam, c) discharge and removal of water from the pieces of wood from the hopper (1) by means of an endless screw alimentación (2) en un hervidor (3), d) disgregación de los trozos de madera en el hervidor (3) mediante vapor caliente, e) extracción de los trozos de madera disgregados hasta un refinador (4) y desfibrado de los trozos de madera feeding (2) in a kettle (3), d) disintegration of the pieces of wood in the kettle (3) by hot steam, e) extraction of the pieces of broken wood to a refiner (4) and defibration of the pieces of wood wood para formar fibras de madera, f) encolado de las fibras de madera húmedas y g) secado de las fibras de madera encoladas en un secador (5) mediante gas caliente, to form wood fibers, f) gluing of wet wood fibers and g) drying of the glued wood fibers in a dryer (5) by hot gas, caracterizado porque characterized because h) los trozos de madera se precalientan a lo más tardar en la tolva (1) mediante microondas o ultrasonidos. h) the pieces of wood are preheated at the latest in the hopper (1) by microwave or ultrasonic.

2. 2.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los trozos de madera se precalientan durante el transporte en la tolva (1) mediante microondas o ultrasonidos. Method according to claim 1, characterized in that the wood pieces are preheated during transport in the hopper (1) by microwave or ultrasonic.

3. 3.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque los trozos de madera se precalientan hasta una temperatura de 105 a 110 °C. Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that the pieces of wood are preheated to a temperature of 105 to 110 ° C.

4. Four.

Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque los trozos de madera se disgregan en el hervidor (3) a una temperatura de unos 170 °C durante unos 3,5 minutos mediante vapor caliente. Method according to claim 3, characterized in that the pieces of wood disintegrate in the kettle (3) at a temperature of about 170 ° C for about 3.5 minutes by hot steam.

5. 5.

Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras de madera secadas en el secador (5) se encolan de nuevo. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wood fibers dried in the dryer (5) are glued again.

6. 6.

Instalación para el tratamiento de trozos de madera para fabricar placas de fibras de densidad media (MDF), con una tolva (1), en la que se realiza la cocción previa de los trozos de madera, un hervidor (3) en el que se disgregan los trozos de madera mediante vapor caliente, un refinador (4) en el que los trozos de madera disgregados se tratan para formar fibras y un secador (5) en el que se secan las fibras, caracterizado porque la tolva (1) está dotada de un sistema calentador, que es un equipo con irradiación por microondas o ultrasonidos. Installation for the treatment of wood chips to manufacture medium density fibreboard (MDF), with a hopper (1), in which the wood chips are pre-cooked, a kettle (3) in which disintegrate the pieces of wood by hot steam, a refiner (4) in which the pieces of broken wood are treated to form fibers and a dryer (5) in which the fibers are dried, characterized in that the hopper (1) is provided of a heating system, which is a device with microwave or ultrasound irradiation.

7. 7.

Instalación para el tratamiento de trozos de madera para fabricar placas de fibras de densidad media (MDF) con un equipo de transporte (9), mediante el que los trozos de madera se transportan hasta una tolva (1), en la que se disgregan los trozos de madera mediante vapor caliente, un refinador (4) en el que los trozos de madera disgregados se tratan para formar fibras y un secador (5) en el que se secan las fibras, caracterizada porque el equipo de transporte (9) está dotado de un sistema calentador, que es un equipo con irradiación por microondas o ultrasonidos (1a). Installation for the treatment of wood chips to manufacture medium density fibreboard (MDF) with transport equipment (9), by means of which the wood pieces are transported to a hopper (1), in which the hot steam wood pieces, a refiner (4) in which the broken wood pieces are treated to form fibers and a dryer (5) in which the fibers are dried, characterized in that the transport equipment (9) is provided of a heating system, which is a device with microwave or ultrasound irradiation (1a).

8. 8.

Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque el equipo de transporte (9) es un tornillo sin fin de transporte. Installation according to claim 7, characterized in that the transport equipment (9) is an endless transport screw.