Содержание
Введение
1. Схемы переработки различных видов древесного сырья
1.1 Отгонка эфирных масел
1.2 Внесение древесных отходов в почву и без предварительной обработки
1.3 Материалы отходов переработки древесины
1.4 Арболит, фибролит и опилкобетоны
1.5 Древесно-волокнистые плиты
1.6 Использование отходов древесины для получения полимербетонов
2. Переработка отходов деревообробатывающей промышленности
2.1 Переработка мягких отходов древесины
2.2 Оборудование для переработки отходов древесины
2.3 Переработка отходов в технологическую щепу
Заключение
Список используемой литературы
Введение
При существующих способах переработки древесного сырья в целом по России полезно используется около половины, а в сибирском регионе лишь третья часть биомассы дерева, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии отрасли. Основные потери приходятся на древесную зелень (лесосечные отходы), кору (отходы деревообработки), опилки и стружки (отходы лесопиления), на каждый из которых приходится 20-25 % от общей массы. Запасы отходов в стране чрезвычайно велики. В частности, только масса древесной зелени спелых древостоев оценивается в России свыше 3 млрд. т, из которых 30,4 млн. т являются экономически доступными, в том числе в Красноярском крае - до 1,5-2 млн. т.
1. Схемы переработки различных видов древесного сырья
К настоящему времени разработаны и реализованы многие схемы переработки различных видов древесного сырья.
Среди них есть и весьма эффективные, базирующиеся на глубокой химической переработке древесной зелени, коры, опилок, стружек хвойных и лиственных пород. Известны разработки по получению хлорофилло-каротиновой массы, хлорофиллина натрия, СИЛКа, инсектицидов, кормовых продуктов и т.д. Однако внедрение этих производств хотя и предполагает значительный экономический эффект, но требует больших капитальных и эксплутационных затрат, квалифицированных кадров, сложного оборудования. Обеспечение этих условий для многих лесопромышленных хозяйств пока затруднено. Доступнее организация производств, вырабатывающих продукцию с использованием сравнительно простых средств и с привлечением незначительных вложений.
1.1 Отгонка эфирных масел
Одним из таких производств является отгонка эфирных масел. Интегрально эта технология заключается в выделении водяным паром находящихся в сырье летучих терпеноидов, конденсации водомасляного потока и разделении его органической и водной фаз. Однако практически единственным продуктом существующего в промышленных масштабах пихтоваренного производства является пихтовое масло. Неиспользуемые жидкие и твердые отходы пихтоварения, составляющие свыше 95 % сырья, загрязняют природную среду. Помимо штрафов жидкие отходы (остаток и флорентинная вода), сбрасываемые в водоёмы, угнетают флору и фауну. Отработанная твердая масса занимает территорию под складирование, создает пожароопасную ситуацию, а при горении существенно задымляет атмосферу.
Помимо пихтового и корового масел, вырабатываемых из древесной зелени и коры пихты сибирской в промышленных и полупромышленных условиях, экономически оправданным в нашем крае может быть получение эфирных масел из древесной зелени и коры кедра и древесной зелени сосны. Безусловно, основной задачей таких производств является оптимизация условий выделения этих товарных продуктов. Наряду с соблюдением регламента это достигается благодаря многократному потреблению флорентинной воды. Её использование при незначительных материальных затратах в 10-15 раз снижает забор свежей и сброс сточной воды, несколько повышает выход и качество масла, увеличивает межремонтный период оборудования и выгодно энергетически.
Повышение рентабельности лесохимических производств достигается путем утилизации образующихся вторичных отходов. Переработка кубового остатка в хвойный экстракт и отработанного сырья в кормовую муку удваивает стоимость выпускаемой продукции. Увеличение доходов возможно и за счет продажи флорентинной воды. Благодаря своим бактерицидным и другим положительным свойствам она оказывает профилактическое и лечебное, в том числе противотуберкулёзное действие на людей и животных.
Кубовый остаток (конденсат), скапливающийся на дне перегонных чанов при варке, представляет собой сумму растворенных в воде при длительном кипячении и высокой температуре веществ. Многие из них обладают биологической активностью - провитамины, витамины, хлорофиллы, каротины, органические кислоты и т.д., благоприятно воздействующие на организм. При концентрировании конденсата до 50%-го содержания сухого остатка и стабилизации 0,05%-ми эфирного масла во избежание поражения микроорганизмами он превращается в хвойный экстракт. Выход последнего из любого вида сырья равен в среднем удвоенной массе соответствующего эфирного масла, а его потребительские свойства близки традиционному товарному продукту. Высокое содержание биологически активных и энергетических компонентов и приятный хвойный аромат предполагают возможность использования экстракта в качестве препарата для хвойных лечебных ванн, а также как кормовую добавку для сельскохозяйственных животных и птиц. В частности, введение экстракта из древесной зелени пихты в количестве 0.4 % в полноценный рацион цыплят - повышает их сохранность, повышает категорийность тушек и обеспечивает до 9-10 % привеса. Экстракт успешно применяется в промышленном производстве антибиотиков для животных.
В отработанных твердых отходах, составляющих свыше 90 % от массы исходного сырья, в связи с частичным гидролизом полисахаридов и реконструированием целлюлозо-лиглинного комплекса при гидротермообработке повышается содержание углеводов. В них больше безазотистых экстрактивных веществ и клетчатки, что приближает их питательную ценность к люцерновому сену. Полученная при переработке этого сырья мука может служить полноценной заменой грубых кормов, являясь резервом при засухе и других неблагоприятных погодных условиях.
Обоснованы и другие технологические решения рациональной утилизации отработанной массы древесных отходов. В зависимости от финансовых, технических и кадровых возможностей она может использоваться как топливо в котельных, субстрат для выращивания белковой массы, сырьё для активных углей или подвергаться экстрагированию. Кроме того, вторичные отходы могут вывозиться в отвалы или перерабатываться в компост.
Однако при непосредственном сжигании сырых древесных отходов нельзя получить больших объемов качественного пара. Их транспортировка и складирование требует дополнительных затрат без получения какой-либо продукции. Для выращивания грибной биомассы необходимы сравнительно продолжительное время, производственные площади, температурно-влажностные условия проведения процесса и реактивы. При экстрагировании или выработке активных углей используется достаточно сложное оборудование и большое количество растворителей.
Помимо непосредственного скармливания животным при ограниченных финансовых вложениях наиболее реальным является приготовление на основе отработанных древесных отходов удобрения путем компостирования. Основные затраты здесь связаны с оборудованием траншей и их закладкой. Гидротермообработка сырья обеспечивает ускорение деструкции полисахаридов в простые сахара, что способствует их превращению в субстрат для микроорганизмов. Развитие этих процессов интенсифицируется благодаря измельчению материала при подготовке и обессмоливанию - удалению из отходов терпеноидов, смолистых и дубильных веществ и восков, в значительной мере угнетающих микрофлору. Важным следствием их развития является накопление в субстрате азота, обеспечивающего существенное повышение почвенного потенциала. При этом серьёзным преимуществом древесных отходов, прежде всего древесной зелени служит близкое к оптимальному соотношение С:N. Применение таких компостов особенно целесообразно для улучшения плодородия сильноминерализованных и тяжелых суглинистых грунтов.
1.2 Внесение древесных отходов в почву и без предварительной обработки
Для повышения производительного потенциала почв практикуется внесение древесных отходов и без предварительной обработки. Однако их включение в экосистему вызывает азотное голодание растений, хотя наличие там целлюлозно-лигнинного комплекса способствует обогащению почвы гумусом и её структурированию. В связи с этим важной характеристикой субстрата, применяемого для формирования удобрений, является вклад азота, его соотношение в биомассе с углеродом. Данные для некоторых древесных отходов сведены в таблицу.
Таблица 1
Вклад азота в биомассе некоторых отходов
| Древесные отходы | Содержание азота, % | Соотношение углерода и азота |
| Кора хвойных пород | 0.40 | 115 |
| Кора лиственных пород | 0.65 | 65 |
| Отходы окорки с большим вкладом древесины и гнили | 0.20 | 240 |
| Опилки | 0.10 | 500 |
| Лигнин гидролизный | 0.10 | 550 |
| Отработанная древесная зелень пихты | 1.60 | 28 |
Очевидно, опилки, другие древесные материалы, лигнин не являются ценным сырьем для получения компостов. Однако их скопление на промплощадке может рассматриваться как серьёзный аргумент в пользу использования таких отходов для почвообразовательных целей. Более эффективна для компостирования кора хвойных и лиственных деревьев, а ещё лучше древесная зелень после гидротермообработки. Их утилизации по данному направлению благоприятствует и более высокое содержание в них по сравнению с древесиной минеральных веществ (3-5 %), необходимых для развития сельскохозяйственных растений. Кора и древесная зелень являются эффективными источниками дотирования почвы микро- и макроэлементами. Кроме того, отходы способны фильтровать и адсорбировать вредные для культур приносимые почвенной водой компоненты и постепенно отдавать находящиеся здесь полезные для растений элементы, прежде всего калий и магний.