1.2. Werkingsprincipe

Spaanplaten

Het productieproces van spaanplaten omvat volgende stappen:

1. Opslaan en transporteren van grondstoffen

Na kwaliteitscontrole en weging worden de houtresten volgens grootte in verschillende fracties gescheiden. Een bedrijf zal over het algemeen die houtsoorten verwerken die in zijn omgeving verkrijgbaar zijn om de transportkosten zo laag mogelijk te houden.  Vaak gaat de voorkeur uit naar naaldhout eerder dan loofhout omwille van de continue densiteit, zuurtegraad en vochtigheid.

Na kwaliteitscontrole en weging worden de houtresten volgens grootte in verschillende fracties gescheiden. Een bedrijf zal over het algemeen die houtsoorten verwerken die in zijn omgeving verkrijgbaar zijn om de transportkosten zo laag mogelijk te houden.  Vaak gaat de voorkeur uit naar naaldhout eerder dan loofhout omwille van de continue densiteit, zuurtegraad en vochtigheid.

De lijmen en de toeslagstoffen worden vanuit de vrachtwagens in voorraadtanks gepompt.

2. Verspanen

Het rondhout, de grove fractie van het resthout en het recyclagehout ondergaan een verkleining tot spaanders door breken, hakken of snijden. Dit gebeurt in verschillende stadia. Er bestaan verschillende typen van verspaners, met vaak een aanvullende werking. Zo zijn er klassieke houtbrekers, hakverspaners, messenringverspaners en trommelverspaners.

De fijne spaanders worden verder verkleind in molens en nadien gemengd met de fijne fractie van het resthout.

Om vreemde materialen (o.a. minerale en metallische onzuiverheden), te grote en te kleine deeltjes, ongewenst stof en schors te verwijderen, ondergaat deze mengeling een sortering. Zowel vóór als na de verkleining is er ook een magneetscheiding voorzien, omdat metallische deeltjes heel veel schade kunnen berokkenen als ze terechtkomen in de eigenlijke productieketen.

3. Drogen

Het vochtgehalte van de spaanders moet zo constant mogelijk zijn. Te natte spaanders leiden tot vorming van stoom, een verminderde hechting en in extreme gevallen een splijting van de plaat. Daarom worden ze gedroogd tot een zeer laag vochtgehalte van 2 tot 3%.

Verwarming van de drooginstallaties kan op directe of indirecte wijze plaatsvinden:

Bij indirect gestookte spaandrogers zorgen de rookgassen van de verbrandingsinstallatie voor de opwarming van bv. thermische olie, die op haar beurt de drogers verwarmt. De rookgassen komen dus niet in contact met de te drogen spaanders, maar komen rechtstreeks via een schouw in de atmosfeer terecht. Een meeroterende warmtewisselaar voert de warmte in de droogtrommel toe. De schoepen gemonteerd op de warmtewisselaar zorgen voor het transport en de continue kering van de spaanders. Een ventilator zuigt verse lucht aan voor de afvoer van waterdamp uit de droogtrommel. De aangezogen verse lucht kan al dan niet voorverwarmd worden om het energetisch rendement te verhogen.

Bij de direct gestookte spaandrogers gaan de rookgassen van de verbrandingsinstallatie via een mengkamer, met bijvoeging van extra lucht, naar de droogtrommel. Hier is er dus wel rechtstreeks contact tussen rookgassen en spaanders, waardoor de temperatuur van de spaanders hoger oploopt. Dit heeft een verhoogde vrijstelling van verontreinigende stoffen uit de spaanders tot gevolg.

Een hybride spaandroger maakt gebruik van een combinatie van beide systemen. Een beperkt deeldebiet van de rookgassen gaat samen met lucht door de droger om waterdamp af te voeren. Een uitgebreide beschrijving van de meest gebruikte spaandrogertypen is te vinden in Polders et al. (2010).

4. Sorteren

Een spaanplaat bestaat uit verschillende lagen met elk hun eigen specifieke densiteit. Daarom dient voor het strooien een scheiding van de spaanders in verschillende grootte-fracties plaats te vinden. De fijnere spaanders zijn bestemd voor de deklagen, de grovere spaanders voor de kern. Te grote spaanders gaan terug naar de verspaners, stof komt gewoonlijk in de houtverbrandingsinstallatie terecht.

Enkele voorbeelden van zeefsystemen die in de spaanplaatindustrie hun toepassing vinden, zijn:

• een rollerzeefsysteem (voor nat en droog zeven): een rij aaneengeschakelde rollers stuwt de spaanders langzaam voort. De fijnere fracties vallen eerst tussen de rollers door, de grovere fracties volgen gradueel. Het scheiden van spaanders voor de droging heeft als voordeel dat de drogerkeuze kan afgestemd worden op de gezeefde fractie.
• een tuimelzeefmachine: een ronde zeefmachine in twee tot zes lagen (steeds een andere fractie) die door kantelen de spaanders sorteert.
• een schudtuimelzeefmachine (voor nat en droog zeven): een tuimelzeefmachine, aangevuld met extra schudden.
• een vlakzeefmachine: een zeefmachine om grotere hoeveelheden in verschillende fracties te zeven (tot zes fracties). De machine wordt hellend uitgevoerd met overkapping en al dan niet voorzien van een windzeef om grove en spaanvreemde deeltjes te scheiden van de spaandermassa.

De opdeling van de spaanders is bepalend voor de mechanische eigenschappen van de spaanplaten. Er wordt gestreefd naar een zo homogeen mogelijke densiteit over de gehele dikte van de platen. Bij kwalitatieve spaanplaten bedraagt de laagste densiteit minstens 75% van de gemiddelde densiteit.

5. Belijmen

Lijmen en toeslagstoffen worden in kleine batches (enkele liters) gemengd en aan de spaanders toegevoegd in een continu proces van sproeien op in beweging gehouden spaanders of menging. Vaak gebeurt dit apart voor deklaag en middenlaag.

6. Vormen/strooien

Een strooimachine vormt van de belijmde spaanders een mat of een spaankoek met de gewenste dikte en samenstelling. De lengte van de matten kan vooraf ingesteld zijn, of ze kunnen achteraf versneden worden. De strooimachine zelf voert een verregaande scheiding uit van fijne en grove spaanders. De spaanplaatindustrie gebruikt volgende types:

• Een walsstrooimachine met twee tegengestelde rollenstrooiers (2 dekken boven mekaar). Deeltjes die niet thuishoren in de spaandermassa worden achteraan opgevangen.
• Een windstrooimachine met één strooikop, die eerst de eerste deklaag, vervolgens de grove middenlaag en dan de tweede deklaag blaast, via een specifieke regeling van de blaasrichting en -sterkte.
• Een windstrooimachine in drie trappen: blaast eerst de fijne deklaag tegengesteld aan looprichting van band, strooit vervolgens mechanisch de grove middenlaag, en nadien de fijne deklaag met de looprichting band.

7. Voorverdichten/persen

Een koude pers zorgt  voor voorverdichting van de matten in een continu proces. Vervolgens worden de matten geperst bij een temperatuur van 190-230°C en een druk van 1,0-4,5 N/mm², afhankelijk van de gewenste densiteit. De juiste dikte van de matten wordt elektronisch of pneumatisch bepaald.

Volgende perssystemen bestaan:

• Een éénetagepers (discontinu): de mat komt, al dan niet na voorverdichting, op de staalband (etage) van de hydraulische pers terecht. De met thermische olie verhitte pers brengt een grote druk tot stand, zodat de perstijd zeer beperkt is. Vaak ingezet bij een kleinere – middelgrote capaciteit.
• Een meeretagepers (discontinu): heeft meerdere ingangen boven elkaar. Een in de hoogte verschuivend invoersysteem brengt de gesneden matten op de staalbanden. Het persen gebeurt op alle etages op hetzelfde moment.
• Een continupers: de mat komt terecht tussen twee boven elkaar geplaatste staalbanden die in contact staan met een verwarmingsmedium. Na een geleidelijke verdichting aan de ingang van de pers worden temperatuur en druk verder in de pers opgevoerd. Naast een grotere flexibiliteit, hebben continupersen een kortere perstijd dan discontinu persen. Ze produceren platen van oneindige lengte, die achteraf verzaagd kunnen worden. De variatie in de dikte van de platen is beperkter en hun oppervlak gladder.

8. Afwerken

Na het persen, zaagt men de platen op de gewenste standaardlengte (bij continupersen). De platen worden een zekere tijd geconditioneerd in grote waaiervormige draaistellen (wentelkoelers) om ze verder te laten afkoelen, de lijm te laten drogen en een evenwichtsvochtgehalte te laten intreden.

Nadien worden de platen meestal geschuurd met een breedbandschuurmachine tot de juiste dikte en om een latere afwerking met bekledingsmaterialen mogelijk te maken. Het afgezogen stof doet dienst als grondstof in het productieproces of wordt naar de verbrandingsinstallatie afgevoerd. Ook spaanplaten die niet aan de kwaliteitseisen voldoen, doen opnieuw dienst als grondstof.

De platen met standaard afmetingen worden verder verzaagd met een optimaliseringsplatenzaagmachine. De machine optimaliseert het aantal platen dat uit een standaardplaat kan worden gezaagd via een aangepaste dwars- en overlangszaging.

Vezelplaten

De volgende paragrafen gaan enkel dieper in op die stappen waarin het productieproces van vezelplaten verschilt van dat van spaanplaten:

1. Opslaan en transporteren van grondstoffen

2. Hakken

Het rondhout wordt ontschorst, in een hakker omgevormd tot plaketten van ca. 25x25x5 mm en samen met de aangekochte plakketten (nevenproduct van zagerijen) in open lucht of in silo’s gestockeerd.

3. Sorteren en wassen

De plaketten die te klein zijn (bv. < 3 mm) of die te groot zijn (bv. > 50 mm) worden afgezeefd. De goede fractie kan men wassen in een gesloten watercircuit gewassen om alle onzuiverheden uit de materiaalstroom te halen. Zo worden verontreinigingen in het eindproduct en slijtage aan de installatie te vermeden.

4. Vervezelen

Na het wassen komen de plaketten terecht in een refiner (defibrator). Hier komen ze in contact komen met stoom van 160-180 °C (8-12 bar) en zorgt de inzet van geribde maalschijven voor een mechanische vervezeling.

5. Belijmen

Bij vezelplaten die het droge procedé volgen, worden de vezels na het verlaten van de refiner in een blow-line onder hoge turbulentie met lijm gemengd.

6. Drogen

Voor het droge procedé worden de belijmde vezels gedroogd in een flash tube droger, tot een vochtgehalte lager dan 20%. Dit kan in één of twee stappen gebeuren. Een warme luchtstroom neemt de vezels mee en droging vindt plaats tijdens het transport. Op het einde scheidt een cycloon de gedroogde vezels van de luchtstroom. De warme lucht kan bestaan uit rookgassen van een verbrandingsinstallatie of kan opgewarmd worden met stoom of thermische olie.

7. Vormen/strooien

8. Voorverdichten/persen

9. Afwerken