Современные требования СЭС к выбросам загрязняющих веществ в атмосферу и воздуху производственных помещений заставляют производственников устанавливать эффективные системы очистки воздуха от загрязнителей, образующихся в процессе производства продукции. Такими системами являются аспирационные установки.

   Латинское слово аspiratio означает вдыхание, и, в данном случае, характеризует принцип действия инженерных систем, состоящий в отсасывании воздуха от технологического оборудования. В деревообрабатывающей промышленности установки для отсасывания стружки от станков начали применяться еще в начале прошлого века, и к двадцатым годам были распространены уже довольно широко. Условия их работы, а, следовательно, и требования предъявляемые к ним, характеризовались следующими основными моментами: парк деревообрабатывающих станков, применявшихся в производстве, изменялся очень медленно; фракционный состав отходов характеризовался относительно небольшим содержанием пыли, что было связано как с невысокими скоростями резания, так и с использованием в качестве обрабатываемого материала в основном натуральной древесины; производственные корпуса большинства предприятий имели небольшие размеры; технологические процессы, а следовательно, и технологические планировки и состав оборудования цехов, изменялись незначительно в течение довольно продолжительного времени; вопросам охраны окружающей природной среды от загрязнения вредными выбросами промышленных предприятий и экономии топливно-энергетических ресурсов не придавалось особого значения.

   В настоящее время условия работы аспирационных установок значительно изменились, это связано со следующими причинами: появился ряд новых видов производств, таких, как производство древесностружечных, древесноволокнистых, цементно-стружечных плит; наблюдается быстрое обновление парка технологического оборудования, выпускаемого станкостроительными предприятиями; увеличением размеров производственных корпусов; увеличением объема измельченных отходов деревообработки и удельного содержания в них пылевидных частиц за счет повышения скоростей резания и применения плитных материалов; частой сменой технологических процессов и оборудования в пределах производственных помещений; ужесточением требований, связанных с охраной окружающей природной среды, а также экономным использованием энергетических, сырьевых и материальных ресурсов.

   В связи с тем, что удаление из воздушного потока крупных частиц (стружки, опилок и пр.) не представляет собой сложной задачи, основной функцией современных аспирационных установок является эффективное и надежного обеспыливание воздуха в рабочей зоне производственных помещений и охраны атмосферного воздуха от загрязнения пылевыми выбросами с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

   В деревообрабатывающих производствах источники выделения пыли (частиц с диаметром до 200 мкм) бывают двух видов. К первому виду источников относится технологическое оборудование, при работе которого пыль, а также более крупные частицы образуются в качестве отходов механической обработки древесных и других материалов. Ко второму виду источников относится технологическое оборудование, в том числе конвейеры, в которых измельченные материалы являются полуфабрикатами в технологических процессах, например в производстве древесностружечных плит, или конечным продуктом, например в производстве древесной муки.

   Для источников первого вида задача предотвращения попадания пыли в объем производственных помещений решается путем отсоса воздуха от режущих органов станков с возможно более полным уносом измельченных отходов в момент их образования. Для источников выделения пыли второго вида та же задача решается путем отсоса воздуха от технологического оборудования с минимальным уносом из него измельченного материала, т.е. системы аспирации лишь поддерживают заданную величину разрежения в оборудовании. В настоящее время большинство деревообрабатывающих станков, как отечественного, так и импортного производства изготавливаются без устройств, предназначенных специально для направления пыли и других измельченных отходов в системы аспирации, а паспорта старых станков не содержат аспирационных характеристик даже в тех случаях, когда эти устройства (пылеприемники), имеются.

   В современных литературных источниках наиболее распространена следующая классификация систем аспирации деревообратывающих производств:

- по характеру циркуляции воздуха системы аспирации делятся на прямоточные и рециркуляционные. Прямоточные это системы, в которых аспирационный воздух забирается из объема производственного помещения, и после очистки в пылеулавливающих аппаратах выбрасывается в атмосферу. Рециркуляционные системы, в которых аспирационный воздух после очистки в пылеулавливающих аппаратах не выбрасывается в атмосферу, а полностью или частично возвращается в производственное помещение, что позволяет значительно сократить потери тепла в зимний период, а, следовательно, уменьшить затраты на отопление. Это особенно важно в районах с продолжительной, холодной зимой (Северо-Западный регион, республики Карелия, Коми, регионы Сибири и др.);

- по характеру гидравлического режима системы аспирации делятся на системы с постоянной производительностью и системы с переменной производительностью;

- по характеру связи с технологическим оборудованием системы аспирации делятся на централизованные и автономные. К централизованным относятся системы аспирации, к которым подключено несколько рабочих органов деревообрабатывающего оборудования с независимым включением и выключением. Эти рабочие органы могут принадлежать как нескольким единицам технологического оборудования, так и одной, но в любом случае одновременность их работы не является обязательной. Таким образом, централизованные системы всегда имеют принципиальную возможность быть выполненными как системы с переменной производительностью. К автономным системам аспирации относятся системы, обслуживающие один или несколько рабочих органов технологического оборудования, включаемых и выключаемых одновременно. Как правило, это рабочие органы одной единицы оборудования. В таких системах по условиям технологии всегда требуется отсасывать одинаковый объем воздуха, а, следовательно, автономные системы не могут быть системами с переменной производительностью.

- Внутри каждого класса системы аспирации могут иметь неограниченное число вариантов, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями и оборудованием. Выбор того или иного класса систем определяется технологическими и технико-экономическими соображениями.

    Основным показателем, характеризующим работу пылеулавливающих аппаратов в конкретных условиях их применения, является степень очистки, которая зависит как от качества пылеулавливающих аппаратов, так и от производительности (м3 воздуха в час), которая, в свою очередь, напрямую зависит от скорости воздушного потока.

Все системы аспирации состоят из следующих основных частей:
- трубопроводных сетей;
- тягодутьевых машин;
- пылеулавливающих аппаратов.

   Трубопроводные сети состоят из системы ответвлений (отсосов) и магистральных отводящих коллекторов. Ответвления служат для подключения к аспирационным системам технологического оборудования. По системе ответвлений отсасываемый от технологического оборудования воздух, удаляющий отходы подводится к сборным участкам трубопровода или к другим сборным элементам сети и далее направляется к пылеулавливающим аппаратам, которые служат для отделения твердых частиц от аспирационного воздуха. При этом решаются две задачи: сбор уловленного продукта для его дальнейшего использования и очистка аспирационного воздуха перед выбросом его в атмосферу или возвратом в производственное помещение. Движение материаловоздушной смеси в системах аспирации обеспечивается за счет разряжения, создаваемого работой тягодутьевых машин.

   Основное требование к аспирационным установкам по качеству очистки воздуха выполняют пылеулавливающие аппараты, которые, по конструктивному исполнению подразделяются на следующие основные виды:

    Циклоны - аппараты, в которых отделение твердых частиц от воздуха осуществляется за счет использования центробежной силы, развивающейся при вращательно-поступательном движении материало-воздушного потока и прижимающей частицы к стенке циклона. При этом частицы теряют кинетическую энергию потока и под воздействием силы тяжести опускаются в направлении выгрузного отверстия. До конца прошлого века циклоны были наиболее распространены в деревообрабатывающих производствах, это было связано с простотой их изготовления и обслуживания, а также небольшими капитальными затратами. Однако их существенные недостатки (ограниченные возможности очистки, не отвечающие современным требованиям; необходимость их монтажа вне производственных помещений, что приводит к удалению теплого воздуха из помещений), значительно сузили область их применения в настоящее время.

    Фильтры - пылеулавливающие аппараты, процесс очистки в которых осуществляется за счет фильтрации, или осаждения твердых частиц, взвешенных в воздушном потоке, на поверхности или в объеме пористых сред.

    В настоящее в деревообрабатывающих производствах индустриально развитых стран фильтры являются основным видом пылеулавливающего оборудования аспирационных систем.

   Конструкция и материалы фильтров позволяют очищать воздух аспирационных систем от пыли до величины пылесодержания менее 1 мг/м³, т.е. ниже величины предельно допустимого санитарными нормами пылесодержания для приточного воздуха, что позволяет, в большинстве случаев, возвращать в холодное время года очищенный воздух в помещения и экономить за счет этого на расходах на отопление.