हॉट प्रेसः - वुड बेस्ड पैनल मैन्युफैक्चरिंग के सिद्धांत और मशीनरी तंत्र

वुड बेस्ड कंपोजिट मैन्युफैक्चरिंग में हॉट प्रेसिंग प्रोसेस काफी महत्वपूर्ण होता है और यह सीधे फाइनल उत्पादों की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। हॉट प्रेस के दौरान, उच्च तापमान और द्रव्यमान के हस्तांतरण की प्रक्रिया एक दूसरे से मिलते हैं और उच्च तापमान के कारण वुड बेस्ड कंपोजिट में यांत्रिक विरूपण प्रक्रिया प्रारम्भ होती है। इसके अलावा, रेजिन की क्योरिंग, हालांकि रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है जिसमंे तापमान के निकलने या अवसोसित होने से हो सकता है, जो बदले में, बड़े पैमाने पर ताप और द्रव्य स्थानांतरण की प्रक्रिया को प्रभावित कर सकता है। इसकी जटिल और युग्मित प्रकृति को महसूस करते हुए, कई वैज्ञानिकों ने हॉट प्रेस को बेहतर ढंग से समझने के लिए दीर्घकालिक, बहुदिशिये और बहुस्तरीय अध्ययन किए हैं।

हाइड्रोलिक प्लाईवुड प्रेस मशीन सभी प्लाईवुड मशीनरी में एक प्रमुख भूमिका निभाती है। विभिन्न प्रकार के उत्पादों जैसे प्लाईवुड, प्लाई बोर्ड, औद्योगिक लेमिनेटेड प्लाईवुड बनाने के लिए प्लाईवुड प्रेस मशीनों का उपयोग प्लाईवुड मैन्युफैक्चरिंग में किया जाता है। हाइड्रोलिक प्लाईवुड प्रेस मशीन को भारत में कई अप्लीकेशन के आधार पर अनेक प्रकार के बनाए जाते होते हैं। जैसे

• हाइड्रोलिक प्लाईवुड प्रेस,
• हाइड्रोलिक लेमिनेट प्रेस
• हाइड्रोलिक बॉन्डिंग प्रेस
• हाइड्रोलिक डोर प्रेस
• हाइड्रोलिक डेनसिफाइड प्लाईवुड प्रेस
• हाइड्रोलिक स्पेशल पर्पस प्लाईवुड प्रेस।

एक हाइड्रोलिक प्रेस एक कम्प्रेशन डिवाइस है जो पास्कल के नियम के अनुसार एक परिणामी बल बनाने के लिए, एक द्रव पर रखे गए बल का उपयोग करता है। हॉट प्रेस मल्टी डेलाइट हाइड्रोलिक प्रेस होते हैं। इसमें अनिवार्य रूप से एक आधार होता है जिसमें एक या कई हाइड्रोलिक सिलेंडर होते हैं जो ऊपर और नीचे जा सकते हैं। प्रेस का ऊपरी स्तंभ, फ्रेम और ठोस स्टील्स शीट के माध्यम से आधार से जुड़ा होता है। आमतौर पर नीचला स्तर ऊपर और नीचे जा सकता है और ऊपरी सिरा स्थिर रहता है। प्लेटें आमतौर पर 40 से 50 मिमी मोटी होती हैं जिसमें बीच में गर्म तेल या भाप पास करने के लिए 15 से 20 मिमी के ड्रिल किए जात हैं। वे स्टील के बने होते हैं और एक टुकड़े में डाले जाते हैं। प्लेटें क्रोमियम के होते है जिसमें गोंद को चिपकने से रोकने के लिए जमीन में मढ़वाया जाता है। प्लेटें भी पैनलों के सरफेस फिनिश में सुधार करता है और जंग को रोकता है। प्लेटेंा की संख्या 3 से 21 या उससे अधिक हो सकती है, लेकिन आमतौर पर 12 डेलाइट यानी 13 प्लेटेंा का उपयोग किया जाता है। प्लाइवुड फैक्ट्री में इस्तेमाल किया जाने वाला प्लेटों का आकार आमतौर पर 270 सेमी ग् 144 सेमी होता है, हालांकि विशेष उद्देश्यों के लिए ओवरसाइज प्लेटें भी होती हैं। प्रेस की क्षमता 100 टन से 5000 टन तक होती है। दबाने के लिए आवश्यक दबाव रोटरी और पिस्टन पंप के संयोजन द्वारा लगाया जाता है। रोटरी पंप का उपयोग शुरू में प्रेस और पिस्टन पंप को बंद करने और उच्च दबाव को बनाए रखने के लिए किया जाता है। पंपों की क्षमता इतनी होनी चाहिए कि वे 18 कि ग्र. प्रति वर्ग मीटर या उससे अधिक (विशिष्ट दबाव) तक का दबाव विकसित कर सकें।

स्तंभ जो प्रेस को सपोर्ट करते हैं, उन्हें प्रेस के डिजाइन और लोडिंग की सुविधा के अनुसार कोनों, किनारों पर या अंत में रखा जा सकता है। यह पर्याप्त रूप से मजबूत होना चाहिए ताकि प्लेटों के किसी भी विक्षेपण को रोक सके और सभी डायगोनल तनावों को अवशोषित कर सके। हॉट प्लैटेंस जिसे दबाया जा रहा है में एक छोटा विक्षेपण असेंबली द्वारा अवशोषित किया जा सकता है लेकिन यदि गंभीर विक्षेपन होता है, तो प्लेटों की असेंबली पर असमान दबाव डाल सकता है जिसके परिणामस्वरूप पैनल के कुछ स्थान पर खराब बॉन्ड बन सकता है जिसके चलते लकड़ी के फाइबर कुछ जगहों पर कुचल जा सकता है।

हॉट प्रेस ऑपरेशन के दौरान तापमान का सटीक नियंत्रण सबसे महत्वपूर्ण है क्योंकि तापमान में भिन्नता बहुत गंभीर दोष पैदा कर सकती हैं। निम्नलिखित तीन विधियों में से कई विधियों का उल्लेख प्लाईवुड प्रेस के हीटिंग के लिए व्यावसायिक रूप से किया जाता है

1. विद्युत, 2 आयल हीटिंग, और 3 भाप

विद्युत ताप महंगा है और केवल बहुत छोटे प्रेस के लिए उपयुक्त है। भाप द्वारा प्रेस का ताप संतोषजनक है, लेकिन इसके लिए लागत ज्यादा लगती है। भारत में, स्टीम हीटिंग का हॉट प्रेस बहुत लोकप्रिय है और व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, हालांकि आयल हीटिंग भी लोकप्रिय हो रहा है।

हीटिंग प्लेटों और फ्लो डायरेक्शन की ड्रिलिंग को सही तरीके से डिजाइन किया जाना चाहिए ताकि बहुत छोटा ड्राप अधिकतम संघनन दर और संतृप्त भाप प्राप्त कर सके और यह प्लेट एरिया के छेद पर एक समान तापमान पर चैनलों में संघनित हो सके।

270 सेमी ग् 144 सेमी के प्लेटन के साथ एक 10 डेलाइट प्रेस में, औसत भाप की खपत आमतौर पर 180 से 275 किग्रा/ घंटा के बीच होती है, लेकिन लोड करने के एक सेकंड के भीतर हार्ड वुड (मान लें 19उउ) विनियर असेम्ब्ली के लिए तापमान को बनाए रखने के लिए हैवी चार्ज भाप की आवश्यकता बढ़ सकती है जो 450 किग्रा/घंटा से अधिक हो सकता है। हॉट प्रेस प्लेटों में एक समान तापमान उपयुक्त टेम्प्रेचर कण्ट्रोल इक्विपमेंट या यंत्रवत् (स्वचालित) या मैनुअली ऑपरेटेड वाल्व को कम करने से भाप के दबाव को नियंत्रित कर तापमान की सटीकता बनाए रखा जा सकता है।

हॉट प्रेस प्लेटों में तापन और तापमान के नियंत्रण से संबंधित समस्याएं कई हैं। प्रमुख कारणों में एक, प्लेटों के चैनल के भीतर भाप का संघनन जिसके माध्यम से यह गुजरता है।जैसे ही एक संघनक की परत बनती है, तब पानी की यह परत एक कुचालक के रूप में कार्य करती है, ताकि प्लेटों के चैनलों में जल संचय संघनक भाप से प्लेटों की सतह तक ऊष्मा के कुशल हस्तांतरण को रोक सके। इसके चलते प्लेटों के तापमान में गंभीर गिरावट हो सकती है।

सुधारात्मक उपाय के लिए प्लेटों के चैनल को बढ़िया से डिजाइन करना चाहिए, ताकि अधिकतम संघनक दर पर बहुत कम दबाव की बूंदें आए और संतृप्त भाप पूरे प्लेटों में समान स्तर पर संघनित हो। भाप में हवा की उपस्थिति अक्सर प्लेटों की सतह पर समान तापमान वितरण को रोकता है। यह हवा बॉयलर में जोड़े गए ताजे पानी से आती है और इसे पूरी तरह से खत्म करना बहुत मुश्किल है। इसलिए, यह भाप के साथ गुजरता है और उन बिंदुओं पर जमा होता है जहां पानी संघनित होता है जिससे प्रवाह सुस्त होता जाता है। निस्संदेह, हवा संघनित नहीं हो सकती है और वायु का एक परत चैनलों की संघनक सतहों के पास बनती है और इन बिंदुओं पर हीट ट्रांसफर रोक देती है।

स्टीम में मौजूद हवा प्लेटों पर इनलेट और आउटलेट हेडर पर विशेष पर्ज वाल्व या एयर ब्लीडिंग डिवाइस लगाकर समाप्त किया जा सकता है और यदि संभव हो तो हवा के संचय के कारण तापमान में गिरावट का कोई संकेत दिखाई देने पर इनका उपयोग किया जाता है।

भारत में, अधिकांश हॉट प्रेस (10 डेलाइट्स) में तापमान नियंत्रण मैन्युअल रूप से किया जाता है। आम तौर पर एक टेम्प्रेचर मीटर प्लेटों से जुड़ा होता है और दर्ज तापमान को औसत प्लेट तापमान के रूप में मान लिया जाता है। तापमान गिरने या मीटर में वृद्धि के आधार पर इस लाइन में नियंत्रण वाल्व का ओपनिंग या क्लोजिंग मैन्युअल रूप से किया जाता है। सबसे पहले, टेम्प्रेचर मीटर के बल्ब का स्थान संदेहास्पद हो सकता है- इनलेट या आउटलेट में स्टीम के पास प्लेसमेंट अलग-अलग तापमान को इंगित करेगा। सबसे खराब स्थिति, अगर बल्ब जहां रखा जाता है, उस जगह पर पानी का जमाव होता है, तो टेम्प्रेचर मीटर पूरी तरह से दोषपूर्ण रिकॉर्ड दिखाएगा।

दूसरे, इस तरह के तापमान की रिकॉर्डिंग में समय लगता है। चैनलों से निकलने वाली ऊष्मा प्लेटों की धातु से होकर थर्मामीटर में और वाल्व तक पहुँचती है, और इसमें अक्सर समय लगता है। बल्ब को गर्म होता है तो फिर समय लेता है इसके बाद मीटर में रिडिंग दिखता है। सबसे बड़ी बात स्टीम लाइन वाल्व को खोलने और बंद करने में देरी हो सकती है इसलिए रिडिंग गलत हो सकते हैं।

संघनित जल और वायु का संचय तापमान में गंभीर उतार-चढ़ाव का कारण बनता है। घनीभूत जल निकासी और वायु बंधन की समस्या अलग-अलग प्लैटें, हेडर और हीटर चैनल डिजाइन और भाप की गुणवत्ता के साथ काफी अलग अलग होती है। चूंकि प्लेटें क्षैतिज होती है इसलिए घनीभूत जल निकासी अच्छी होनी चाहिए। एक पानी विभाजक और स्टीम ट्रैप को प्रेस के इनलेट में फिट किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पानी प्लेटों में नहीं जा रहा है और जहां तक ऑपरेटिंग कंडीशन की बात है तो स्टीम में हवा से भी बचाना चाहिए।

प्लाईवुड उद्योगों के कारखानेां में इस्तेमाल होने वाली सभी मशीनों में हॉट प्रेस महत्वपूर्ण मशीनरी है। हॉट प्रेस का मूल कार्य फेस, विनियर और कोर के तैयार पैनलों को गर्म करना और सेंकना है। बॉयलर द्वारा प्रदान की गई भाप के दबाव के साथ हॉट प्रेस पूरी तरह से काम करना चाहिए। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यदि पैनलों को दबाते समय भाप का उचित दबाव प्रदान नहीं किया जाता है, तो क्वालिटी आउटपुट नहीं मिल सकता है। वास्तव में हॉट प्रेस की तकनीकी विनिर्देश उद्योगों की वार्षिक उत्पादन जरूरतों पर निर्भर करता है। आमतौर पर छोटे पैमाने के प्लाईवुड उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले हॉट प्रेस पर तकनीकी विनिर्देश 640 टन की क्षमता के होते हैं जो हीटिंग प्लेट्स, बोल्ट केस, प्रेसिंग टेबल, इलेक्ट्रिकल पैनल और बेलनाकार रैम यूनिट के साथ होते हैं।