Nožový mlyn ako drvič dreva.

Tento článok sumarizuje technické špecifiká drvenia dreva v nožových mlynoch, ich výhody a limity v porovnaní s bežnými jednorotorovými drvičmi dreva a ponúka odborné hľadisko pri výbere optimálnej technológie.

1. Ako funguje nožový mlyn pri drvení dreva

Nožový mlyn je v mnohých prevádzkach vnímaný ako stroj na plasty, avšak konštrukčný princíp predurčuje tieto zariadenia aj na efektívne drvenie dreva.

Konštrukčne sa nožové mlyny podobajú sekačkám dreva s horizontálnym podávaním materiálu vo forme vibračného žľabu a podávacích valcov, ktoré sa používajú už desiatky rokov. Podstatný rozdiel je v tom, že pri nožových mlynoch je drvený materiál do drviacej komory privádzaný vertikálne zhora, spravidla voľným pádom.

Pracovnými nástrojmi sú ploché nože upevnené na unášačoch rotora a v statore drviacej komory. Nože mlyna sú vzájomne šikmo uložené, čo umožňuje vznik nožnicového efektu a má výrazný vplyv na zefektívnenie procesu strihania, šetrí energiu a znižuje hlučnosť zariadenia.

Výstupom z mlyna je drvina s veľkosťou zrna definovanou otvormi vo výmennom site pod drviacou komorou (voliteľné z rady 4 až 20 mm – štandard: 8 mm).

Plášť násypky býva protihlukovo izolovaný (sendvičová stena: plech, minerálna vlna, plech), aby sa eliminovala hlučnosť v okolí stroja emitovaná procesom mletia, hoci nejde o povinný prvok výbavy.

Materiál možno do násypky vkladať ručne alebo možno na tento účel použiť pásový dopravník.

Zotrvačník na rotore mlyna plní funkciu akumulátora mechanickej energie a zvyšuje účinnosť stroja.
Dopravu drviny z výsypky mlyna možno zabezpečiť dopravným ventilátorom, pásovým alebo špirálovým dopravníkom do vreca, big-bagu alebo kontajnera či sila.


Kľúčové parametre, ktoré odlišujú nožový mlyn od bežných jednorotorových drvičov dreva:
– strižná medzera okolo 0,2 mm – presný strih namiesto trhania,
– vysoké otáčky rotora (cca 700 1/min) – rýchla dezintegrácia dreva,
– nože blízko sita – účinné čistenie otvorov aj pri malých frakciách,
– výmenné sitá 0,5 – 20 mm – možnosť extrémne jemnej drviny,
– sendvičové protihlukové opláštenie – redukcia šírenia hluku v hale.

Vďaka týmto vlastnostiam sa nožové mlyny stávajú alternatívou pre aplikácie na drvenie dreva. Ich špecifické vlastnosti sa prejavia hlavne pri mletí dreva na jemnú frakciu, pri drvení vláknitých materiálov ako je kôra a tenkých fólií ako je drevená dýha.

2. Technické hľadiská výberu mlyna pre konkrétnu aplikáciu

Pri výbere mlyna vhodného pre konkrétnu aplikáciu treba zvážiť:
1. Mechanické vlastnosti drveného materiálu – najmä šmyková pevnosť, modul pružnosti, šmykový modul a elasticita
2. Tvar a rozmery drvených predmetov
3. Požadovanú veľkosť zrna drviny
4. Spôsob a intenzitu navážania materiálu do drviča
5. Očakávaný výkon drvenia

Mechanické vlastnosti materiálu
Od mechanických vlastností drveného materiálu závisí sila, ktorou drvič bude musieť pôsobiť na materiál, aby nastala jeho dezintegrácia. Čím väčšia sila bude potrebná, tým robustnejší stroj bude potrebný a tým vyšší elektrický príkon bude mať bez ohľadu na to, aký hodinový výkon sa očakáva. 

Rozmery predmetov
Miera namáhania drviča súvisí aj s rozmermi drvených predmetov. Iná sila je potrebná na drvenie drevených hranolov s prierezom 2×2 cm a iná na drvenie hranolov 10×10 cm.

Rovnako ináč pôsobí na steny násypky drviča rotorom vymrštený kus dreva s váhou 200 g a ináč kus vážiaci 2 kg.

V prípade našich nožových mlynov napríklad platí:
– nožový mlyn MN300/400 – príkon do 22 kW – kusy dreva do prierezu 30 cm², – nožový mlyn SG400/600 – príkon do 55 kW – kusy dreva do prierezu 60 cm².

Spôsob a intenzita navážania materiálu
Spôsob a intenzita navážania materiálu do drviča ovplyvňuje veľkosť drviča. Čím vyšší okamžitý výkon drvenia očakávame (agresívnejšie navážanie materiálu), tým robustnejší stroj a tým vyšší elektrický príkon.

Požadovaná veľkosť zrna drviny
Požadovaná veľkosť zrna drviny určuje veľkosť otvorov v site drviča. Treba si uvedomiť, že čím menšie zrno drviny, tým menšie otvory sita.

Pri mäkkom nevysušenom dreve treba navyše počítať s elasticitou materiálu. Elastické zrná podrveného dreva sú tlačené do otvorov sita, tam sa rozopnú a upchávajú sito. Výsledkom je znížený výkon drvenia a jemnejšia frakcia drviny.

Toto sa rieši výberom výraznejšie väčších otvorov v site, ako je očakávaná veľkosť frakcie, a ako by tomu bolo pri suchom dreve.

Pri pohľade na zrno drviny z dreva si najlepšie uvedomíme ortotropiu dreva. Drvina má tvar ihličiek a ihlíc, pretože drevo sa ľahšie drví pozdĺž vlákien než naprieč vláknami.

3. Jednorotorové drviče pri spracovaní drevených odpadov

Akýmsi štandardom v spracovaní odrezkov z drevospracujúcej výroby sa od istého času stali jednorotorové drviče s cyklujúcim pritláčacím mechanizmom. Majú nepopierateľne rad výhod. Pracujú v rytme: vysyp bedňu a odíď. Nože a ostatné časti drviacej komory sú rezistentné voči klincom, kovovým sponám a páskam, tenkým plechom a pod. Sú málo hlučné.

Na druhej strane k nevýhodám patrí fakt, že sa rotorové nože pohybujú relatívne ďaleko od povrchu sita, čím ho málo intenzívne čistia od v otvoroch uviaznutého materiálu. Preto nie je možné použiť sito s otvormi menej ako 12 mm.

A, čo si málokto z užívateľov uvedomuje, strižná medzera medzi rotorovými a statorovými nožmi sa v jednorotorových drvičoch pohybuje niekde okolo 1 mm. Dôsledkom je nedokonalý strih. To znamená viac spotrebovanej energie a viac prachu v drvine oproti drvičom s presným strihom.

Signifikantná je táto vlastnosť pri mäkkom nevysušenom dreve, kedy zrná drviny vykazujú skôr známky trhania ako strihania – zrná sú „chlpaté“ (natrhané vlákna). Drvina má vysoké vnútorné trenie, zle sa šmýka po povrchu výsypky a zásobníku kotla silne klenbuje.

Nadôvažok sa tieto drviče pracujúce pri relatívne nízkych otáčkach rotora ťažko vysporiadavajú s elasticitou nevysušeného dreva. Drevo elastickými deformáciami odoláva pôsobeniu rotorových nožov a klesá výkon drviča.

Osobitnú kapitolu pri jednorotorových drvičoch tvorí drvenie dlhých predmetov a drvenie širokých dosiek. Ak dĺžka povedzme hranola presiahne výšku násypky jednorotorového drviča viac ako dva krát preklopí sa cez hranu násypky a vypadne z drviča von. Ak je doska širšia ako 50% z dĺžky rotora, rotorové nože do nej vyfrézujú drážky, doska sa nemá kam posunúť pozdĺž hriadeľa a ostáva „sedieť“ na rotore a výkon drvenia klesne na nulu.

4. Charakteristika nožových mlynov a ich vlastnosti pri drvení dreva

Nožové mlyny patria do skupiny drvičov s veľmi presným strihom. Strižná medzera medzi statorovými a rotorovými nožmi sa nastavuje na hodnoty okolo 0,2 mm. Preto oproti jednorotorovým drvičom excelentne zvládajú drvenie dýhy (tenká drevená „fólia“) a kôry (ľahko prestrihnú vlákna v kôre).
Pri drvení bežných odrezkov dreva strihajú materiál pri vysokých otáčkach (cca 700 1/min). Rotorové nože sa pohybujú len pár milimetrov od povrchu kalibračného sita. Výsledkom je dobré čistenie otvorov sita, možnosť použiť sito s extrémne malými otvormi (niekedy až 0,5 mm), malé zastúpenie prachu v drvine, relatívne hladký povrch zrna, menej spotrebovanej energie a vysoký výkon drvenia.
Nože mlyna (rotorové i statorové) majú uhol britu výrazne menší ako 90°. Preto sa tieto stroje nehodia na drvenie materiálov, kde hrozí prímes oceľových častí alebo nerastov. Tie opotrebovávajú ostrie nožov tak výrazne, že prevádzka dokáže byť ekonomicky nevýhodná. Rovnako to platí aj pri prímesiach nerastov.
Medzi nevýhody týchto drvičov patrí aj vysoká hlučnosť procesu drvenia a potreba navážať materiál do stroja postupne, v hraniciach jeho maximálneho výkonu.

5. Ako si vybrať medzi nožovým mlynom a jednorotorovým drvičom

Aj rýchlobežné nožové mlyny aj pomalobežné jednorotorové drviče majú svoje výhody aj nevýhody. Je ťažké sa rozhodnúť pre aplikáciu jedných alebo druhých. Treba však o ich vlastnostiach vedieť čo najviac, aby ste sa mohli slobodne rozhodnúť.

Aby Vás „obchodníci so zaručeným …“ nepresvedčili ku kúpe toho, čo je najvýhodnejšie pre nich a nie pre Vás.

Preto našim zákazníkom vždy hovoríme: vezmite si svoj materiál a príďte k nám. U nás si sami vyskúšate drviče, ktoré sú potenciálne vhodné pre Vašu aplikáciu.

A my – našťastie pre nás aj našich zákazníkov – vyrábame aj nožové mlyny, aj jednorotorové drviče. A máme zákazníkov v drevarine, ktorí používajú aj jedny aj druhé.

Peter Častulík, CEO,
+421 908 729 250,
Email: castulik@castulik.sk,
Web: www.castulik.sk