Содержание
Введение
1. Схемы переработки различных видов древесногосырья
1.1 Отгонка эфирных масел
1.2 Внесение древесных отходов в почву и безпредварительной обработки
1.3 Материалы отходов переработки древесины
1.4 Арболит, фибролит и опилкобетоны
1.5 Древесно-волокнистые плиты
1.6 Использование отходов древесины для полученияполимербетонов
2. Переработка отходовдеревообробатывающей 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 существующихспособах переработки древесного сырья в целом по России полезно используетсяоколо половины, а в сибирском регионе лишь третья часть биомассы дерева, чтосвидетельствует о неудовлетворительном состоянии отрасли. Основные потериприходятся на древесную зелень (лесосечные отходы), кору (отходыдеревообработки), опилки и стружки (отходы лесопиления), на каждый из которыхприходится 20-25 % от общей массы. Запасы отходов в стране чрезвычайно велики.В частности, только масса древесной зелени спелых древостоев оценивается вРоссии свыше 3 млрд. т, из которых 30,4 млн. т являются экономическидоступными, в том числе в Красноярском крае — до 1,5-2 млн. т.
1. Схемы переработкиразличных видов древесного сырья
К настоящему времениразработаны и реализованы многие схемы переработки различных видов древесногосырья.
Среди них есть и весьмаэффективные, базирующиеся на глубокой химической переработке древесной зелени,коры, опилок, стружек хвойных и лиственных пород. Известны разработки пополучению хлорофилло-каротиновой массы, хлорофиллина натрия, СИЛКа,инсектицидов, кормовых продуктов и т.д. Однако внедрение этих производств хотяи предполагает значительный экономический эффект, но требует большихкапитальных и эксплутационных затрат, квалифицированных кадров, сложногооборудования. Обеспечение этих условий для многих лесопромышленных хозяйствпока затруднено. Доступнее организация производств, вырабатывающих продукцию сиспользованием сравнительно простых средств и с привлечением незначительныхвложений.
1.1 Отгонка эфирныхмасел
Одним из такихпроизводств является отгонка эфирных масел. Интегрально эта технологиязаключается 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 промышленныхмасштабах пихтоваренного производства является пихтовое масло. Неиспользуемыежидкие и твердые отходы пихтоварения, составляющие свыше 95 % сырья, загрязняютприродную среду. Помимо штрафов жидкие отходы (остаток и флорентинная вода),сбрасываемые в водоёмы, угнетают флору и фауну. Отработанная твердая массазанимает территорию под складирование, создает пожароопасную ситуацию, а пригорении существенно задымляет атмосферу.
Помимо пихтового икорового масел, вырабатываемых из древесной зелени и коры пихты сибирской впромышленных и полупромышленных условиях, экономически оправданным в нашем краеможет быть получение эфирных масел из древесной зелени и коры кедра и древеснойзелени сосны. Безусловно, основной задачей таких производств являетсяоптимизация условий выделения этих товарных продуктов. Наряду с соблюдениемрегламента это достигается благодаря многократному потреблению флорентиннойводы. Её использование при незначительных материальных затратах в 10-15 разснижает забор свежей и сброс сточной воды, несколько повышает выход и качествомасла, увеличивает межремонтный период оборудования и выгодно энергетически.
Повышениерентабельности лесохимических производств достигается путем утилизацииобразующихся вторичных отходов. Переработка кубового остатка в хвойный экстракти отработанного сырья в кормовую муку удваивает стоимость выпускаемойпродукции. Увеличение доходов возможно и за счет продажи флорентинной воды.Благодаря своим бактерицидным и другим положительным свойствам она оказываетпрофилактическое и лечебное, в том числе противотуберкулёзное действие на людейи животных.
Кубовый остаток(конденсат), скапливающийся на дне перегонных чанов при варке, представляетсобой сумму растворенных в воде при длительном кипячении и высокой температуревеществ. Многие из них обладают биологической активностью — провитамины,витамины, хлорофиллы, каротины, органические кислоты и т.д., благоприятновоздействующие на организм. При концентрировании конденсата до 50%-госодержания сухого остатка и стабилизации 0,05%-ми эфирного масла во избежаниепоражения микроорганизмами он превращается в хвойный экстракт. Выход последнегоиз любого вида сырья равен в среднем удвоенной массе соответствующего эфирногомасла, а его потребительские свойства близки традиционному товарному продукту.Высокое содержание биологически активных и энергетических компонентов иприятный хвойный аромат предполагают возможность использования экстракта вкачестве препарата для хвойных лечебных ванн, а также как кормовую добавку длясельскохозяйственных животных и птиц. В частности, введение экстракта издревесной 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 антибиотиковдля животных.
В отработанных твердыхотходах, составляющих свыше 90 % от массы исходного сырья, в связи с частичнымгидролизом полисахаридов и реконструированием целлюлозо-лиглинного комплексапри гидротермообработке повышается содержание углеводов. В них большебезазотистых экстрактивных веществ и клетчатки, что приближает их питательнуюценность к люцерновому сену. Полученная при переработке этого сырья мука можетслужить полноценной заменой грубых кормов, являясь резервом при засухе и другихнеблагоприятных погодных условиях.
Обоснованы и другиетехнологические решения рациональной утилизации отработанной массы древесныхотходов. В зависимости от финансовых, технических и кадровых возможностей онаможет использоваться как топливо в котельных, субстрат для выращивания белковоймассы, сырьё для активных углей или подвергаться экстрагированию. Кроме того,вторичные отходы могут вывозиться в отвалы или перерабатываться в компост.
Однако принепосредственном сжигании сырых древесных отходов нельзя получить большихобъемов качественного пара. Их транспортировка и складирование требуетдополнительных затрат без получения какой-либо продукции. Для выращиваниягрибной биомассы необходимы сравнительно продолжительное время,производственные площади, температурно-влажностные условия проведения процессаи реактивы. При экстрагировании или выработке активных углей используетсядостаточно сложное оборудование и большое количество растворителей.
Помимонепосредственного скармливания животным при ограниченных финансовых вложенияхнаиболее реальным является приготовление на основе отработанных древесныхотходов удобрения путем компостирования. Основные затраты здесь связаны соборудованием траншей и их закладкой. Гидротермообработка сырья обеспечиваетускорение деструкции полисахаридов в простые сахара, что способствует ихпревращению в субстрат для микроорганизмов. Развитие этих процессовинтенсифицируется благодаря измельчению материала при подготовке иобессмоливанию — удалению из отходов терпеноидов, смолистых и дубильных веществи восков, в значительной мере угнетающих микрофлору. Важным следствием ихразвития является накопление в субстрате азота, обеспечивающего существенноеповышение почвенного потенциала. При этом серьёзным преимуществом древесныхотходов, прежде всего древесной зелени служит близкое к оптимальномусоотношение С:N. Применение таких компостов особенно целесообразно дляулучшения плодородия сильноминерализованных и тяжелых суглинистых грунтов.
1.2 Внесение древесныхотходов в почву и без предварительной обработки
Для повышенияпроизводительного потенциала почв практикуется внесение древесных отходов и безпредварительной обработки. Однако их включение в экосистему вызывает азотноеголодание растений, хотя наличие там целлюлозно-лигнинного комплексаспособствует обогащению почвы гумусом и её структурированию. В связи с этимважной характеристикой субстрата, применяемого для формирования удобрений,является вклад азота, его соотношение в биомассе с углеродом. Данные длянекоторых древесных отходов сведены в таблицу.
Таблица 1
Вклад азота в биомассенекоторых отходовДревесные 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 получениякомпостов. Однако их скопление на промплощадке может рассматриваться каксерьёзный аргумент в пользу использования таких отходов дляпочвообразовательных целей. Более эффективна для компостирования кора хвойных илиственных деревьев, а ещё лучше древесная зелень после гидротермообработки. Ихутилизации по данному направлению благоприятствует и более высокое содержание вних по сравнению с древесиной минеральных веществ (3-5 %), необходимых дляразвития сельскохозяйственных растений. Кора и древесная зелень являютсяэффективными источниками дотирования почвы микро- и макроэлементами. Крометого, отходы способны фильтровать и адсорбировать вредные для культурприносимые почвенной водой компоненты и постепенно отдавать находящиеся здесьполезные для растений элементы, прежде всего калий и магний.
Ценность такихсубстратов заметно возрастает с продолжительностью хранения древесных отходовили после гидротермообработки. Благодаря протеканию микробиологических ибиохимических процессов органическая масса превращается в гумусовый ил. Побиогенности этот продукт практически одинаков с плодороднейшими почвами исодержит сообщества микроорганизмов, способных к глубокой трансформациитрудногидролизуемых компонентов. Положительным свойством образующихся в обоихслучаях продуктов является снижение их кислотности. Оно происходит в связи свымыванием и деструкцией кислотных соединений растительного материала.
Немаловажно, чтовнесение коры, опилок, других древесных отходов улучшает структуру почвы,делает её комковатой. На таких почвах, как правило, не отмечается подкисления,возрастает влагоёмкость и рыхлость. Всё это обеспечивает повышение урожайности.Наращивание продуктивности обусловлено в том числе и активизациеймикробиологических процессов, особенно связанных с превращением углерода.Вместе с тем ускоренная деструкция увеличивает потребность микроорганизмов вазоте и создает его дефицит.
Следует также обратитьвнимание ещё на один из аспектов использования древесных отходов привыращивании сельскохозяйственной продукции как в открытом грунте, так и втеплицах. Его суть заключается в теплообеспечении корнеобитаемой среды. Теплотаобразуется за счет протекания биологических экзотермических реакций компонентоврастительных тканей. Справедливость такого представления доказанаэкспериментально.
Для оптимизациипротекания микробиологических превращений целлюлозосодержащих материаловцелесообразно внесение полного минерального комплекса, в том числе азота в видеаммиачной воды и карбамида. Подобный эффект достигается и при использованииотходов животноводства, чему способствует близкое территориальное расположениелесохимических цехов с животноводческими хозяйствами. Важную роль в активизациимикробиологических процессов играет влажность, аэрация компостируемой массы итемпература. Определяющей в данном случае является влажность, поскольку дляжизнедеятельности аэробных микроорганизмов требуются водные растворыпитательных веществ.
Весьма важен иположительный эффект, обусловленный экологическими и социальными причинами. Вотсутствие переработки жидкие отходы загрязняют естественные водоемы, за чтопредприятия платят штрафы. Накапливающиеся твердые отходы нуждаются втранспортировке. Помимо дополнительных затрат это способствует развитиюпожароопасных ситуаций. Социальная значимость состоит в организации новыхостронеобходимых рабочих мест.
1.3 Материалы изотходов переработки древесины
Древесные отходы безпредварительной переработки (опилки, стружка) или после измельчения (щепа,дробленка, древесная шерсть) могут служить заполнителями в строительныхматериалах на основе минеральных и органических вяжущих, эти материалыхарактеризуются невысокой объемной массой и теплопроводностью, а также хорошейобрабатываемостью. Пропиткой древесных заполнителей минерализаторами и последующимсмешиванием с минеральными вяжущими обеспечивается биостойкость итрудносгораемость материалов на их основе. Общие недостатки материалов надревесных заполнителях – высокое водопоглащение и сравнительно низкаяводостойкость. По назначению эти материалы делятся на теплоизоляционные иконструктивно-теплоизоляционные.
1.4 Арболит, фибролит иопилкобетоны
Главнымипредставителями группы материалов на древесных заполнителях и минеральныхвяжущих являются арболит, фибролит и опилкобетоны.
Арболит — легкий бетонна заполнителях растительного происхождения, предварительно обработанныхраствором минерализатора. Он применяется в промышленном, гражданском исельскохозяйственном строительстве в виде панелей и блоков для возведения стени перегородок, плит перекрытий и покрытий зданий, теплоизоляционных извукоизоляционных плит. Стоимость зданий из арболита на 20…30% ниже чем изкирпича. Арболитовые конструкции могут эксплуатироваться при относительнойвлажности воздуха помещений не более 75%. При большой влажности требуетсяустройство пароизоляционного слоя.
Фибролит в отличие отарболита в качестве заполнителя и одновременно армирующего компонента включаетдревесную шерсть – стружку длинной от 200 до 500 мм., шириной 4…7 мм. и толщиной 0,25…0,5 мм. Древесную шерсть получают из неделовой древесиныхвойных, реже лиственных пород. Фибролит отличается высокойзвукопоглащаемостью, легкой обрабатываемостью, гвоздимостью, хорошим сцеплениемсо штукатурным слоем и бетоном. Технология производства фибролита включаетприготовление древесной шерсти, обработки ее минерализатором, смешиванием сцементом, прессование плит и их термическую обработку.
Опилкобетоны – этоматериал на основе минеральных вяжущих и древесных опилок. К ним относятсяксилолит, ксилобетон и некоторые другие материалы, близкие к ним по составу итехнологии.
Ксилолитом называетсяискусственный строительный материал, полученный в результате твердения смесимагнезиального вяжущего и древесных опилок, затворенной раствором хлорида илисульфата магния. В основном ксилолит применяется для устройства монолитных илисборных покрытий пола. Преимущества ксилолитовых полов – относительно небольшойкоэффициент теплоусвоения, гигиеничность, достаточная твердость, низкаяистираемость, возможность разнообразной цветной окраски.
Ксилобетоны — разновидностьлегкого бетона, заполнителем которого служат опилки, а вяжущим – цемент илиизвесть и гипс, ксилобетон при объемной массе 300…700 кг/м³ и прочности насжатии 0,4…3 МПа применяют как теплоизоляционный, а при объемной массе 700…1200кг/м³ и прочности на сжатие до 10 МПА – какконструктивно-теплоизоляционный материал.
Клееная древесинаотносится к наиболее эффективным строительным материалам. Она может бытьслоистой или полученной из шпона (фанера, древеснослоистые пластики); массивнойиз кусковых отходов лесопиления и деревообработке (панели, шиты, брусья, доски)и комбинированной (столярные плиты). Преимущества клееной древесины – низкаяобъемная масса, водостойкость, возможность получения из маломерного материалаизделий сложной формы, крупных конструктивных элементов. В клееных конструкцияхослабляется влияние анизотропности древесины и его пороков, онихарактеризируется повышенной глиностойкостью и низкой возгораемостью, неподвержены усушке и короблении. Клееные деревянные конструкции по срокам итрудозатратам при возведении зданий, стойкости при возведении агрессивнойвоздушной среды часто успешно конкурируют со стальными и железобетоннымиконструкциями. Их применение эффективно при возведении сельскохозяйственных ипромышленных предприятий, выставочных и торговых павильонов, спортивныхкомплексов, зданий и сооружений сборно-разборного типа.
Древесно-стружечныеплиты – это материал, полученный горячим прессованием измельченной древесины,смешанной со связующими веществами – синтетическими полимерами. Преимуществамиэтого материала являются однородность физико-механических свойств в различныхнаправлениях, сравнительно небольшие линейные изменения при переменнойвлажности, возможность высокой механизации и автоматизации производства.
Строительные материалына основе некоторых отходов древесины могут изготавливаться без примененияспециальных вяжущих. Частицы древесины в таких материалах связываются врезультате сближения и переплетения волокон, их когезионной способности ифизико-химических связей, возникающих в процессе обработки пресс-массы привысоких давлении и температуры.
Чтобы получитьдостаточно полное представление об использовании древесины в строительстве,ниже рассмотрены еще строительные материалы, получаемые из древесных отходов.Строго говоря, эта группа материалов в большей мере относится к искусственнымматериалам (ИСК), так как при их получении происходит частичное или полноеизменение химического состава древесины под влиянием химической технологии.Вместе с тем эти материалы можно рассматривать как пример отсутствия четкойграницы между природными и искусственными материалами, применяемыми встроительстве. Такие примеры с не вполне четкой границей раздела между этимитипами материалов встречаются и при рассмотрении каменных и других материалов.
В нашей стране ежегоднозаготовляется огромный объем древесины, которая направляется главным образом нанужды строительства. Однако чем больше вырабатывается деловой древесины, тембольший отход получается при лесозаготовках и переработке стволовой древесины.Технический прогресс коснулся главным образом механизированного производствастолярных и древесно-волокнистых плит, деревобетона (арболита),древесностружечных плит, щитов и др., из отходов практически любых размеров.Такие плиты и многие другие изделия анизотропны по свойствам, не коробятся, неусыхают и как полуфабрикат используются при производстве красивых фанерованныхдверей, встроенной мебели, облицовочных панелей, перегородок, теплоизоляционныхизделий и деталей, стеновых блоков и панелей (из арболита), паркета и кровли ит. п. И, тем не менее, на многих лесосеках и заводах продолжает скапливатьсяогромное количество отходов.
Из кусковых отходовлесопиления и деревообработки могут быть изготовлены клееные панели, щиты иплиты, щитовый паркет, дверные коробки, кровельная и штукатурная дрань,кровельная плитка и гонт, заготовки для столярного производства, арболит истеновые блоки и панели из него, древесноволокнистые и древесно-стружечныеплиты и др. Они с успехом заменяют деловую древесину. Среди них особойизвестностью в строительстве пользуются древесно-волокнистые плиты, которыеявляются современным строительным и отделочным материалом. Для их полученияразработаны специальные технологические линии на заводах и комбинатахстроительных материалов. Особо ценные сорта плит используют для отделки стен,перегородок, дверных проемов, встроенной мебели, для облицовки кухонной мебелии других элементов в жилых, общественных и промышленных зданиях. Плиты длядекоративных целей обрабатывают с получением необходимой окраски ихповерхности, тиснения и пр. Большим спросом у строителей пользуются также плитыдревесно-стружечные плоского прессования, применяемые в качествеконструкционного и отделочного материала. Широкое применение имеет арболит какстеновой материал. Особенно часто изделия из древесных отходов используют кактеплоизоляционный материал. Значительное количество древесных кусковых отходовщепы и стружки, в частности хвойных пород, может быть использовано припроизводстве кровельного картона. В нем содержание древесного волокна возможноувеличить до 40% и более взамен тряпья, качество которого снизилось в связи сизбытком в нем синтетических волокон, непригодных для кровельного картона.
Опилкобетон
Из опилок и стружекматериалы и изделия изготавливают либо на основе вяжущих веществ (опилкобетон, ксилолит,термиз, термопорит, гипсопилочные блоки и др.), либо без применения специальныхвяжущих (лигноуглеводные пластики, вибролит и др.).
При изготовленииопилочных конгломератов с введением в них вяжущих веществ, кроме опилоквносятся в смесь песок, гравий, минерализаторы (жидкое стекло, известковоемолоко, раствор фтористого натрия и др.). Опилки используются не только свежие,но и лежалые. В качестве вяжущих — цемент, известь, гипс, каустический магнезити др. Так, например, для приготовления ксилолитовой смеси при производстве плит(для устройства полов) используют каустический магнезит, затворяемый на водномрастворе хлористого магния. В полуторном или двойном количестве (по общему) поотношению к магнезиту добавляются в смесь опилки влажностью не более 8%, а принеобходимости получения жесткого покрытия (а не пластичного) вносится ещенебольшая часть кварцевого песка. В так называемые твердые опилочные плиты вкачестве связующего вносятся аммиак, смолы или смесь смолы с аммиаком, а припроизводстве листового тырсолита толщиной от 1,5 до 8 мм используют карбамидную смолу с примесью отвердителя (контакта Петрова).
При изготовленииопилочных конгломератов без введения в их состав каких-либо специальных вяжущихвеществ учитывается способность древесины к выделению собственных клеящихвеществ в процессе гидролитического расщепления лигноуглеводных комплексовклеточных оболочек и полисахаридов. Технологический период характеризуетсясушкой и дозированием древесных частиц, формованием и подпрессовкой на поддонековра необходимой толщины, горячим прессованием и охлаждением под давлениемпресса. Именно по такой схеме изготовляют лигноуглеводные древесные пластики.На прочность такого пластика оказывает влияние размер древесных частиц: с ихизмельчением возрастает прочность пластика.
Наиболее ответственныйрежим на стадии горячего прессования ведется при давлении 1… 5 МПа итемпературе 160… 170С с последующим охлаждением плит пресса до 20°С. Имеетзначение порода исходной древесной смеси. Для этих пластиков пригодны ель,лиственница, сосна, береза и осина. Готовые изделия (пластики) используют вкачестве конструкционно-отделочного материала; они покрываются втехнологический период облицовочным шпоном. Сходными в производстве являютсяпьезотермопластики — плитный или плиточный материал, изготовляемый при высокихдавлениях и температуре из древесных отходов, особенно опилок, без добавлениясвязующих веществ.
Существуют дветехнологические схемы их производства: без предварительной обработки древесныхотходов и с обработкой отходов (гидролизом) древесных опилок — горячей водой(или паром), иногда с химикатами. Пьезотермопластики используют для половвзамен паркета и дверей, в качестве отделочного материала и т. д. Из опилок имелкой стружки после обработки в молотковой дробилке и вибромельнице,формования и горячего прессования получают плиты вибролита. После сушки плитыпоказывают достаточно высокие показатели качества. Вибролит используют длянастила черного пола, устройства перегородок, щитовых дверей, изготовлениявстроенной мебели и пр.
Фибролит
Из коры и сучьевполучают материалы и изделия на основе вводимых вяжущих или без их применения.Так, например, с применением гипсового вяжущего предложено получать королит. Сэтой целью подсушенная, измельченная и просеянная кора загружается в смеситель,заливается растворами антисептика (например, оксидифенил натрия) и ингибитора(например, казеина, буры, мездрового клея). Смесь объединяется с гипсовымвяжущим веществом, перемешивается до однородного состояния и в формахуплотняется при давлени. Королит применяют как утеплитель полов и стен. Вместо гипсаиспользуют портландцемент и цементно-песчаный раствор. Среди других изделий сприменением коры и сучков с добавлением или без добавления связующих следуетотметить изоляционные плиты, плиты из цельной коры, сучкоблоки и др. Визоляционных плитах пресс-масса из измельченной коры ели, гидрофобизатора иантипирена обрабатывается связующим в виде сульфитной барды (отходапроизводства целлюлозы по сульфитному способу) с последующим формованием игорячим прессованием плит.
В плитах из цельнойкоры ели, пихты или лиственницы отсутствует какое-либо дополнительно введенноевяжущее или клеящее вещество. Для их получения снимают кору специальным образомсо ствола и ее обрабатывают и склеивают в листы путем прессования. Эти плитыразмером по длине до 3 м, ширине 0,4… 1,2 м и толщине до 25 мм используют для обшивки стен, перегородок, устройства кровли (иногда с покрытием известковымраствором). При изготовлении сучкоблоков используют отходы от лесозаготовок —свежесрубленные ветви сосны, ели, ивы, пихты, кедра и др.
Спрессованный готовыйблок из ветвей стягивается в двух местах проволокой диаметром 3 мм, а неровности в виде боковых сучков удаляются циркулярной пилой. Блоки, прошедшиеантисептирование, подвергают атмосферной сушке до влажности 20… 30%,используют в бескаркасном одноэтажном строительстве, а также для изоляции. Приувеличении высоты зданий применяют в сочетании с металлической арматурой диаметром4… 8 мм, укладываемой на уровне перемычек, подоконников и др.
Арболит
Кроме рассмотренныхвыше материалов и изделий из древесных отходов имеется большое количествоосвоенных промышленностью и широко применяемых традиционных органическихтеплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов. Они получаютсяс применением растительного сырья и отходов лесного и сельского хозяйства.Среди них древесно-стружечные плиты, древесно-волокнистые плиты, фибролит,арболит, камышитовые плиты, торфяные плиты и др.
Материалы и изделия сприменением отходов древесины, часть которых была указана выше, являются, какправило, типичными представителями строительных конгломератов, получаемых наискусственных или естественных (лигнин, полисахариды) связующих веществах.Несомненно, что при оптимальных структурах они обладают комплексом наилучшихпоказателей свойств, поэтому их состав следует определять с учетом ранееизложенных общих закономерностей. Вместе с тем на их примере очевидна некотораяусловность границы при разделении строительных материалов на искусственные иестественные, тем более с конгломератным типом структуры.
1.5 Древесноволокнистыеплиты
Без примененияспециальных связующих получают древесноволокнистые плиты.
Древесноволокнистыеплиты – материал, формируемый из волокнистой массы с последующей тепловойобработкой. Примерно 90% всех древесноволокнистых плит изготовляют издревесины. Исходным сырьем служат неделовая древесина и отходы лесопильного идеревообрабатывающего производств. Плиты можно получать из волокон лубяныхрастений и из другого волокнистого сырья, обладающего достаточной прочностью игибкостью.
В группу древесныхпластиков входят: Древесно-слоистые пластики – материал из листов шпона,пропитанных синтетическим полимером резольного типа и склеенных в результатетермической обработки давлением, лигноуглеводные и пьезотермопластики,производимые из древесных опилок высокотемпературной обработкой пресс-массы безввода специальных вяжущих. Технология лигноуглеводных пластиков состоит изподготовки, сушки и дозировки древесных частиц, формования ковра, холодной егоподпрессовке, горячего прессования и охлаждения без снятия давления. Областьприменения лигноуглеводных пластиков такая же, как древесноволокнистых идревесно-стружечных плит.
Пьезотермопластикимогут изготавливаются из опилок двумя способами – без предварительной обработкии с гидротермальной обработкой исходного сырья. По второму способу кондиционныеопилки обрабатываются в автоклавах паром при температуре 170…180º С идавлении 0,8…1 МПа в течении 2 ч. Гидролизованная пресс-масса частичновысушивается и при определенной влажности последовательно подвергаетсяхолодному и горячему прессованию.
Из пьезотермопластиковвыпускают плитки для пола толщиной 12мм. Исходным сырьем могут служить опилкиили измельченная древесина хвойных и лиственных пород, льняная или коноплянаякостра, камыш, гидролизный лигнин, одубина.
В настоящее время всеострее стоит проблема накопления промышленных отходов на производстве. Один изсамых важных вопросов, которому стоит уделить большое внимание, являетсяутилизация древесных отходов, которые образуются в большом количестве налесопилках и мебельных фабриках. Первый шаг, с которого необходимо проводитьутилизацию любых отходов производства – это сокращать само производство, тем болеенеэкологичное, производство, истощающее ресурсы нашей Планеты. Поэтомуутилизацию древесных опилок надо начинать с сокращения самих лесопилок. Малотого, что мы чрезмерным потреблением и неразумным поведением превращаем нашибогатейшие леса в опилки, мы и к самим опилкам относимся пренебрежительно ирасточительно. А ведь это ценнейший материал можно эффективно использовать –что не только будет способствовать разумной утилизации древесных отходов, но исформирует в сознании современных потребителей уважительное отношение к Дереву,к Лесу, который отдаёт нам свою Жизнь для того, чтобы мы поддерживали свою.Новые эффективные методы утилизации опилок, которые на сегодняшний деньпользуются особой популярностью – это гранулирование, брикетирование ипеллетирование.
На сегодняшний деньразнообразными каминами, печками на дачах, в загородных домах, квартирах икоттеджах никого не удивишь, они являются не только источником тепла, но исоздают неповторимую обстановку и уютную атмосферу. Поэтому если у васпоявилось желание заняться продажей древесных отходов, покупателей вы можетенайти не только среди владельцев загородных домов, дач и коттеджей, но иквартир.Далее, необходимо найти источник поставки древесных отходов илинесколько источников, потому что вам необходимо иметь готовый план действия, натот случай, если через небольшое время ваш бизнес вырастет и потребуетрасширения.
Наверняка недалеко отвас в ближайших районных центрах имеются мебельные фабрики или лесопилки,которые с большой радостью избавятся от обрезков. От вас лишь потребуетсяарендовать или купить грузовик, привезти отходы и расфасовать по мешкам. Почемув последнее время производство обрезков пользуется такой популярностью? Потомучто это безотходное производство и у вас не будет накладных расходов, связанныхс производством. К тому же если вы расфасовываете в мешки обрезки, то вашимипокупателями будут не только владельцы коттеджей и домов, которые пользуются твердотопливнымипечами, но и квартир, то есть для тех, кому древесные отходы нужны дляотопления на короткий промежуток времени.
Ещё один видизготовления топлива из отходов производства деревоперерабатывающейпромышленности – это гранулирование. Гранулы могут быть изготовлены как изчистой древесины, так и из смеси древесины и коры. И те и другие древесныегранулы пользуются огромной популярностью и очень востребованы на рынке. Низкийпроцент зольности имеют гранулы с низким содержанием коры и считаются продуктомсамого высокого качества, использовать который можно в домашний условиях, чтосущественно расширяет рынок сбыта.
1.6Использование отходов древесины для получения полимербетонов
Развитие лесохимическойи электролизной промышленности вызывает необходимость создания новыхконструкционных материалов, стойких к действию агрессивных сред этихпроизводств. Огромен перечень объектов в различных отраслях народногохозяйства, требующих специальной защиты от коррозии, которая наносит нашейстране миллиардный ущерб.
Перспективнымикоррозионностойкими материалами, не требующими специальной защиты,зарекомендовали себя полимербетоны на фурфуролацетоновых, полиэфирных,эпоксидных и других термореактивных смолах.
Недостаткомполимербетонов является существенная, хотя и ограниченная, ползучесть поддействием длительных растягивающих и изгибающих нагрузок, поэтому, при созданиинесущих конструкций, их необходимо армировать. Армирование осуществлятьстальной, стержневой стеклопластиковой и стекловолокнистой арматурой, т. е.любым ее видом.
Наиболее изученсталеполимербетон на фурфуролацетоновой смоле ФАМ. Он имеет значительнобольшую, чем цементный железобетон, трещиностойкость.
Однако нарушениезащитного слоя в результате механических повреждений, появления микротрещин,наличия и т. П. может, в случае электрохимической агрессии, привести кразрушению стальной арматуры, т. Е. к выводу из строя всей конструкции в целом.В особенности это относится к технологическим ваннам и другим объектамэлектрохимических производств.
При армированииполимербетонов стеклопластиковой арматурой требуется предварительноенапряжение, что крайне трудоемко, если учесть наибольшую толщину стенок ванны.Величина предварительного напряжения, кроме этого, значительно падает вовремени в результате релаксации, что существенно снижает первоначальныйэффект.
Представленный обзоремкостного оборудования и результатов решения проблемы создания новыхискусственных строительных конгломератов, обладающих комплексом заданныхсвойств, полимербетонов на фурфуролацетоновой смоле ФАМ, армированныхматериалами на основе стекла алюмоборосиликатного состава, посвященывозможности использования их для названого оборудования.
Таблица 2
Материалы дляоборудования процесса термического разложения древесиныНаименование аппаратов и т. д. Условия работы Рекомендуемые материалы Стойкость и коррозия мм/год Срок службы, лет Агрессивная среда
Температура /> Сборники жижки Жижка, смола и др. продукты кислотность до 12% 20-40
Медь М-2
Ст. ОХ21Н5Т
ОХ17Т
Ст-3+Х18Н10Т Стойки
3
5
4
5 Сборник жижки Жижка, смола и др. продукты кислотность до 12% 28-80
Ст. углерод. Футеров. Кислотоупорной плиткой на силикатной замазке по подслою рубероида на нефтебитуме №5 (емкости 15 м3) Стойка 10 с периодическим ремонтом Сборник жижки Жижка, смола и др. продукты кислотность до 12% 20-140 Ст. футеров. КУ кирпичом по подслою рубероида на нефтебитуме № 5, на замазке армазит-5 Стойка 10 с периодическим ремонтом
Таблица 3
Материалы дляоборудования энергохимических установок переработки древесиныНаименование аппаратов и т. п. Условия работы Рекомендуемые материалы Стойкость и коррозия, мм/год Срок службы, лет Агрессивная среда
Температура /> Сборник и емкости для смолы
Смола: влажность 22-30%;
Кислотность 3%;
Фенолы 60-64% 20-40
Медь М(1-1)
Ст. ОХ17Т
Ст. ОХ21Н5Т
Ст. Х18Н10Т
Ст. 3+Х18Н10Т
0,02
0,003
0,002
0,003 Сборник и емкости для смолы
Смола: влажность 22-30%;
Кислотность 3%;
Фенолы 60-64% 20-40
Ст. углерод. Футеров. Кислотоупорной плиткой на силикатной замазке (емкость объемом 5 м3) Стойка 10 с периодическим ремонтом Сборник и емкости для смолы
Смола: влажность 22-30%;
Кислотность 3%;
Фенолы 60-64% 20-40 Ст. углерод., футеров. КУ кирпич Стойка 10 с периодическим ремонтом Сборники, емкости и хранилища жижки Летучие кислоты в пересчете на уксусную 2,5-3,5%, смола отстойная и растворимая сода 20-40
Ст. углерод
Алюмин. АД-1
Ст. ОХ17Т
Ст. ОХ21Н5Т
Ст. Х18Н10Т
Ст. 3+Х18Н10Т
0,94
0,3
0,002
0,008
0,003
стойка 10 с периодическим ремонтом Сборники, емкости и хранилища жижки Летучие кислоты в пересчете на уксусную 2,5-3,5%, смола отстойная и растворимая сода 10-20 Ст. углерод. Футеров. Кислотоупорной плиткой на силикатной замазке с разделкой швов замазкой арзамит 5,6,7
Производства фурфурола
Фурановые смолыполучаются на основе соединений, содержащих фурановое кольцо:
/>
Промышленное применениенашли фурановые олигомеры на основе фурфурилового спирта, фурфурола,фурфурилового спирта и фурфурола, фурфурола и ацетона.
Для леснойпромышленности интерес представляют фурфурол и его сочетание с ацетоном (мономерыФА, ФАМ и др.)
При получении фурфуроламетодом каталитического пиролиза древесины используют 0,9%-ный раствор сернойкислоты, которым предварительно высушенная древесина пропитывается при обычнойтемпературе под давлением. Затем пропитанная древесина снова высушивается иподвергается пиролизу с получением таких же продуктов, как и при обычномпиролизе. Отличие заключается только в повышенном содержании фурфурола в жидкихпродуктах пиролиза и несколько меньшем выходе древесной смолы.
Пентосодержащее сырьегидролизуется при нагревании с 0,5-ной серной кислотой.
/>
Продукт гидролиза,содержащий пентозу, подвергается затем дегидрации:
/>
Наиболеераспространенный прямой метод получения фурфурола заключается в смачиванииизмельченного растительного сырья небольшим количеством воды, содержащейминеральную кислоту, и нагревании в автоклавах при 150-180 /> острымпаром, которой непрерывно проходит через сырье, увлекает образующийся фурфуроли уносит его в конденсатор.
Полученный любым изспособов фурфурол – жидкость с запахом свежего ржаного хлеба:
/>
Его температура кипения– 162 />,температура плавления – 36,5 />,плотность 1159 кг/м3 .
Фурфурол хорошорастворяется в спирте и ацетоне, в воде – лишь 8% при 20 />.Он является хорошим растворителем многих органических веществ, в т. ч. Исинтетических полимеров.
Производство смол наоснове фурфурола и ацетона
Фурфуролвступает вреакцию поликонденсации с ацетоном. Первоначальным продуктом реакции являютсямоно- и дифурфурилиденацетоны:
/>/>
/>
Монофурфурилиденацетон
Смеси моно- идифурфуридиденацетона носят название мономеров ФА, ФАМ и др. У ФА соотношениемолей фурфурола и ацетона равно 1, у ФАМ – 1,5.
Мономер ФА, например,получают следующим образом (применяется то же оборудование, что и припроизводстве ФФС). В стальной реактор, снабженный мешалкой, рубашкой ихолодильником, загружают свежеперегнанный фурфурол и ацетон. Послекратковременного перемешивания постепенно приливают катализатор – 20%-ныйраствор едкого натрия. Теплоту, выделяющуюся в результате экзотермическойреакции, отводят, поддерживая температуру реакционной смеси в пределах 45 – 60 />.Когда температура опустится ниже 30 />,смесь подогревают до 82 -90 /> ивыдерживают при этой температуре 6 часов.
Затем продукт конденсацииохлаждают до 40 – 45 /> и добавляют50%-ный раствор серной кислоты, доводя рН среды до 4 – 5. Воду отделяют вначалеотстаиванием в течение 1…3 ч., а затем отгонкой в вакууме. Обезвоженный мономерохлаждают и сливают.
При нагревании мономераФА или ФАМ до 180 – 200 /> или вприсутствии бензолсульфокислоты (далее — БСК) уже при 50 – 70 /> происходитобразование нерастворимых и неплавких полимеров (реактопласты).
При введении в мономерынаполнителей и заполнителей разной дисперсности и крупности и БСК в количестве10 – 20 % от массы мономера получают полимерные мастики, замазки, растворы ибетоны ФА или ФАМ.
Составы полимербетонови растворов на ФАМ (ФА) и их химстойкость
Различные составыполимерных мастик, замазок, растворов и бетонов на ФАМ и ФА разрабатывались вСССР более 20 лет.
Таблица 4
Средние составыполимербетонов и растворов (мастики, замазки) ФАМ (ФА)Составляющие Размер фракций, мм Содержание составляющих Полимербетон Полимерраст. % по массе
Кг/м3 % по массе Гранитный щебень 20 – 40 50 – 51 1200 – 1220 - Песок кварцевый 0,15 – 5 23 550 50,5 – 57,2 Наполнитель Меньше 0,15 12 – 12,5 288 – 300 6,8 – 13,5 ФАМ (ФА) - 8,0 – 8,5 190 – 205 28,8 БСК - 1,5 – 1,7 36 – 41 7,2 Пластификатор - 0,5 – 1 по массе смолы 1 — 2 -
Химическая стойкостьполимербетонов ФАМ исследовалось многими авторами, однако значениякоэффициентов стойкости и физико-механических характеристик часто расходятся,т. к. применялись различные составы, наполнители, технологии отверждения и т.п.
Таблица 5
Стойкость полимербетонаФАМ (ФА) в агрессивных средахСреда Концентрация, % Время пребывания в среде сут. Коэффициент стойкости Заключение о химстойкости Азотная кислота
3
10
180
210
0,43
0,25
Стоек
Нестоек Серная кислота
3
10
70
85
98
150
180
180
180
-
0,79
0,89
0,99
0,70
-
Стоек
- Соляная кислота
5
10
36
180
180
180
0,81
0,75
0,60 Стоек Лимонная кислота 50 150 0,96 Стоек Винная кислота 50 150 0,65 Стоек БСК (расплав) 100 30 0,95 Стоек Уксусная кислота
5
100
180
180
0,70
0,65 Стоек Едкий калий 50 150 0,67 Стоек Едкий натрий
1
20
50
180
180
180
0,54
0,72
0,63 Стоек Водный раствор аммиака 25 150 0,74 Стоек Азотно-кислый аммоний
5
20
150
150
0,65
0,64 Стоек Муравьино-кислый натрий 20 150 0,99 Стоек Уксусно-кислый аммоний 20 150 0,84 Стоек Уксусно-кислый натрий 20 150 0,74 Стоек Медный купорос
5
20
150
150
0,68
0,63 Стоек Сернистый натрий
5
50
150
150
0,74
0,80 Стоек Сернокислый магний 26 150 0,62 Стоек Хлористый калий 20 150 0,50 Стоек Бензол 100 150 0,22 Нестоек Спирт этиловый 96 150 0,40 Нестоек Бензин 100 150 0,72 Стоек Керосин 100 180 1,00 Стоек Ацетон 100 * * Нестоек Вода 100 180-360 0,5-0,8 Стоек
Примечание: «-» — образцы мгновенно разрушаются «*» — через 23 суток происходит разрушение
Стекловолокнистыйбибетон на основе цементного и полимерного (ФАМ) вяжущих
Предложено для сниженияметало- и материалоемкости конструкций эксплуатируемых в агрессивных средахприменять в качестве материала их корпусов слоистый композит на основецементного и полимерного бетона, который назван бибетоном. Состава егокомпонентов и физико-механические свойства представлены в таблице.
Таблица 6
Компоненты СВПБ ФАМ иСВЦБ, совмещаемые в бибетонеКомпоненты СВПБ ФАМ СВЦБ Части по массе процентов по массе, % Части по массе Процентов по массе, % Песок кварцевый 12,50 48,6 1,43 47,5 Андезитная мука 3,70 14,4 - - ФАМ 6,50 25,3 - - Стеклосечка из жгута 0,08 0,3 - - Ж24/10 - - - - БСК 1,00 3,9 - - Хлорид свинца 1,93 7,5 - - Портландцемент М-500 - - 1,00 33,2 Вода - - 0,50 16,6 Стеклосечка из ровинга - - 0,08 2,7 Щ-15ЖТ - - - -
Таблица 7
Нормативныемеханические характеристики бибетонаНаименование характеристики Значение характеристики Условные пределы прочности, МПа при: растяжении 7,58 сжатии 10,75 «чистом изгибе» 9,85
Мгновенные модули упругости, 104 МПа, при растяжении 2,21 сжатии 1,77 «чистом изгибе» 1,58
Модуль сдвига, 102 МПа 4,13 Коэффициент Пуассона 0,19 Предельная растяжимость, % 0,02 Предельная сжимаемость, % 0,25
Сборно-монолитныецилиндрические емкости для хранения агрессивных жидкостей собираются из отдельныхмалогабаритных блоков дугообразной формы, изготовленных из бибетона, состоящегоиз слоя толщиной 6 см, из стекловолокнистого полимербетона на смоле ФАМтолщиной 2 см. Преимущество предлагаемых емкостей: удешевление резервуара засчет использования двухслойного материала, а целиком коррозионно-стойкого;возможность собирать корпуса из отдельных блоков в труднодоступных длятранспорта районах; возможность собирать корпуса различной формы(цилиндрической, прямоугольной) и размеров, изменяя форму и число блоков.Экономический эффект от внедрения одной емкости на 10 м3 составит 20тыс. руб. в год (в ценах 1997 г.)
Таблица 8
Химстойкость СВПБ ФАМ вагрессивных средах лесохимических производствСреда Концентрация
/> Стойкость Вода - 100 Стойки Фенолы 5 20 Стойки Муравьиная кислота 90 100 Стойки Уксусная кислота 100 60 Стойки Пропионовая кислота - - Стойки Масляная кислота 100 120 - Серная кислота 80 20 Стойки Бисульфит натрия - - - Этилоцетат - 20 - Натрий гидрат окиси 20 60 - Кальций гидрат окиси - 60 - Калий гидрат окиси 25 20 - Бензино-бутанольная смесь - - - Абиетиновая кислота - - - Метиловый спирт 10 60 -
Вывод
1. Фурфорол,получаемый из отходов лесной и деревообробатывающей промышленности, являетсяэффективным продуктом для производства фурфурол-ацетоновых (фурановых) смол напредприятиях лесопромышленного комплекса без особых капитальных вложений, а ФАМна заводах химической промышленности.
2. Корпусатехнологических аппаратов, емкости лесохимических производств, перечисленных вразделе 1, могут быть выполнены из стекловолокнистых илидревесностекловолокнистых полимербетонов ФАМ на андезите или пиритовой муке.
3. Таккак потребность в корозионностойких материалах в стране и за рубежом огромна,то лесная промышленность и лесохимические производства могут стать их основнымипоставщиками и получать соответствующую прибыль.
2. Переработка отходовдеревообрабатывающей промышленности
2.1 Переработка мягкихотходов древесины
Переработка отходовдревесины в основном заключается в разделке фанерного сырья и форматной обрезкефанеры для получения опилок, которые представляют наибольший интерес, дляпроизводства плит. Исследования показали, что переработка отходов древесиныочень выгодна — опилки можно применять во внутреннем слое древесностружечныхплит в объеме до 50% без потери прочности и снижения других показателей ДСтП.Для этого необходимо:
наладить сбор опилок
обеспечить удалениеметаллических включений с помощью железоотделителей
обеспечить сортировку вСЩ-1М или рассевах типа ДРС-1М с целью удаления крупных частиц (сколов) и пыли
Переработка отходовдревесины в производстве пятислойных плит используется также широко. Можноприменять такое соотношение объемов: 1/3 — cредний слой из опилок или станочнойстружки, 1/3 — промежуточный слой из специальной стружки и 1/3 — наружные слоииз тонкой стружки, микростружки и древесной пыли. В зарубежной практике широкоераспространение получила технология переработки отходов древесины (опилок,станочной стружки) и отсева щепы в волокно для наружных слоев плит путемразмола на рафинерах, дефибрерах. Однако распространение такой переработкиотходов древесины сдерживается большой энергоемкостью процесса размола. Лучшиерезультаты достигаются при переработке отходов древесины на дробилках имельницах, вырабатывающих специальную тонкую стружку или микростружку. Припереработке таких отходов древесины, как опилки, на молотковой дробилке илишаровой мельнице частицы уменьшаются по толщине и ширине в 2-3 раза посравнению с опилками, но имеют исходную длину.
2.2 Оборудование дляпереработки отходов древесины
Переработка отходовдревесины включает в себя и процесс получения и использования таких отходов,как мельчайшие частицы и древесная пыль. Если такие частицы не содержат коры ввиде включений размером более 1 мм, то для наружных слоев они не менееэффективны, чем специально изготовленная микростружка или волокно. Технологияпереработки отходов древесины: опилок, станочной стружки и пыли требуетприменения специального оборудования — закрытой пневмосистемы для сбораотходов, специальных циклонов для отделения пыли в две стадии, малых бункеровдля хранения частиц и пыли. При параллельном изготовлении фанерной продукции идревесностружечных плит такая утилизация может оказаться вполне рентабельной
Переработка ииспользование крупномерных отходов
Крупномерные отходыявляются наиболее ценным вторичным сырьем в производстве шпона и фанеры. Ихпереработка возможна в товарный шпон путем долущивания или дострагиваниясортиментов, в технологическую щепу путем измельчения в рубительных машинах, втехнологическую стружку — в стружечных станках, в упаковочную стружку — вдревошерстных станках, а также в пилопродукцию и товары народного потребления — на станках общего назначения.
Переработка отходов втоварный шпон
От 3 до 6% сырья могутсоставлять некондиционные кряжи и чураки, отбракованные по наличию ядровойгнили или загнивающего ложного ядра, что препятствует их лущению в станках,оснащенных обычными кулачками. Для такого сырья разработаны методы центровки влущильных станках специальными зажимными элементами — планшайбами, которыепередают осевое усилие со шпинделей на периферийную, здоровую часть чурака.Диаметр планшайбы должен быть не менее диаметра чурака. Для обеспечениянормального процесса лущения на суппорте станка установлена выносная траверса слущильным ножом, длина которого меньше длины чурака, а по концам траверсы иножа закреплены подрезающие ножи.
/>
Рис. 10.1. Схемылущения чурака с гнилью в начальный (а) и конечный (б) моменты обработки: 1 — подрезающие ножи, 2 — шпиндель, 3 — зажимной элемент, 4 — чурак, 5 -суппорт, 6- гниль, 8 — лущильный нож, 9 — карандаш.
При лущении подрезающиеножи производят опережающее перерезание волокон — вырезают канавки, глубинакоторых равна толщине шпона. Лущение ведут до такого диаметра карандаша, прикотором на нем остается кольцо здоровой древесины минимальной толщины, а самкарандаш имеет вид катушки. Опыт показал, что величина смещения лезвиялущильного ножа и выносной траверсы от корпуса ножедержателя должна составлять140 — 150 мм, длина торцовых шайб — 90 — 100 мм, а наименьшая толщина кольца здоровой древесины карандаша — 10 — 15 мм. При этом способе получают неформатныйшпон из-за уменьшенной длины зоны лущения.
Значительный эффект виспользовании некондиционного сырья дает использование бесшпиндельных лущильныхстанков. Наилучшие результаты они дают при долущивании карандашей (см.рис.4.6). Долущивание карандашей возможно и на малых лущильных станках типаСпЛУ. Перед этим они распиливаются на три или две заготовки. Долущиваниепозволяет уменьшить диаметр карандашей с 80 — 100 мм до 45 — 70 мм и получить дополнительно от 0,2 до 0,6 м3 шпона на каждые 100 штук карандашей длиной 0,8 м. Заслуживает внимания способ, разработанный в Японии, которыйсостоит в том, что карандашам на специальном станке путем строгания сначалапридаётся шестигранная форма. Затем семь таких брусков специальным клеемсклеивают в блок, имеющий форму чурака, пригодного для лущения на обычномлущильном станке. В производстве строганого шпона самым ценным вторичнымпродуктом являются отструги твердолиственных пород, максимальные размерыкоторых могут составлять до 3000 х 300 х 70 мм. Для получения из них дополнительного шпона существует несколько способов.
Первый способпредусматривает крепление отстругов на столе шпонострогального станкаспециальными крюками толщиной 7 — 8 мм, что позволяет обеспечить их строгание столщины 60 — 70 мм до толщины 15 — 20 мм. Второй способ связан с реконструкцией станка, на котором устанавливается плита с системой присосов и манжетами.Включение вакуум — насоса создает разрежение, и отструги плотно прижимаются кстолу с усилием 100 — 150 кН, после чего могут строгаться до толщины 5 — 10 мм. Третий способ основан на соединении нескольких отстругов в один блок с помощью деревянныхнагелей или специальным клеем. Соединение на клею более перспективно, так какдает более высокий выход шпона, и более безопасно, чем при использованиинагелей. Клей КМ — 2 на основе смолы СМ 60 — 08 обеспечивает склеиваниедревесины влажностью до 80 — 90%. Он наносится на обе склеиваемые поверхности вколичестве 200 — 250 г/м2. Количество отстругов в блоке определяется среднейвысотой ванчеса и возможностями оборудования. Блоки склеивают в струбцинах присовмещении операций склеивания и гидротермической обработки при давлении неменее 0,17 МПа. После этого блоки обрезают с четырех сторон с целью образованиядостаточно ровной плоскости прилегания блоков при их креплении в станке. Выходстроганого шпона из склеенного блока составляет 50 -56 %.
2.3 Переработка отходовв технологическую щепу
ГОСТ 15815 — 83предусматривает следующие марки щепы в зависимости от ее назначения:
Ц-1 для производствасульфитной целлюлозы и древесной массы, предназначенной для изготовления бумагис регламентируемой сорностью;
Ц-2 — то же для бумагии картона с нерегламентируемой сортностью и для производства сульфатной ибисульфатной целлюлозы, предназначенной для изготовления бумаги и картона срегламентируемой сорностью;
Ц-3 — для производствасульфатной целлюлозы и различных видов полуцеллюлозы, предназначенной дляизготовления бумаги и картона с нерегламентируемой сорностью;
ГП-1 для производстваспирта, дрожжей, глюкозы и фурфурола;
ГП-2 для производствапищевого кристаллического ксилита;
ГП-3 для производствафурфурола и дрожжей при двухфазном гидролизе;
ПВ — для производствадревесноволокнистых плит; ПС — для производства древесностружечных плит.
Показатели качестващепы зависят от её марки (табл. 9).
Таблица 9
Показатели качестватехнологической щепы.Показатель Ц-1 Ц-2 ц-з ГП-1 ГП-2 гп-з ПВ ПС Массовая доля коры, %, не более 1 1,5 3 11 3 3 15 15 Массовая доля гнили, %, не более 1 3 7 2,5 1 1 5 5 Массовая доля минеральных примесей, % - 0,3 0,3 0,5 - 0,3 1 0,5 Остаток, % не более, на ситах с диа- метром, мм: 30 3 5 6 5 5 5 10 5 20 и 10 86 84 81 90 90 94 79 85 5 10 10 10 - - - 10 - на поддоне 1 1 3 5 5 1 1 10 Обугленные частицы Не допускаются
Для плитногопроизводства можно использовать все лиственные породы или их смесь с хвойными влюбом соотношении. ЦНИИФ рекомендует двухпоточную технологию переработки крупномерныхотходов фанерного производства (рис.10).
/>
Рис. 10. Схемапереработки крупномерных отходов на технологическую щепу:
1, 2, 3 — конвейеры дляотходов, 4 — колун, 5 — поперечные конвейеры, 6 — сбрасыватели, 7, 8 -дисковыерубительные машины; 9, 10 — гирационные сортировки для щепы, 11 — конвейер длякондиционной щепы, 12 — конвейер для крупной фракции, 13 — конвейер для мелкойфракции, 14 — бункер-накопитель кондиционной щепы, 15 — пневмоустановка длянекондиционной фракции.
В первом потоке в щепуперерабатываются отходы с участка раскряжевки и отбраковки чураков, а во втором- карандаши. Схема предусматривает полную механизацию переместительныхопераций, непрерывность процесса, возможность переключения подачи отходов содного потока на другой, доизмельчение крупной фракции. Наиболее характернымнедостатком участков измельчения древесины является несоответствиехарактеристик оборудования размерно-качественным особенностям используемыхотходов. Для крупномерных отходов фанерного производства обязательной операциейявляется раскалывание отрезков кряжей и чураков в случае недопустимого длярубительных машин диаметра, внутренней гнили, трещин и включения металла.Характеристики дровокольных станков отечественного производства даны в табл.11.
Таблица 11
Техническиехарактеристики дровокольных станковПараметр Производительность, пл.м3/ч КЦ-7А 10 КЦ-6М 12 КГ-2А 11 КГ-8А 12 ЛО-46 15 ДО-20 20 Длина чураков, мм 1000-1250 1000 — 1250 1000 1000 -1250 600 -1250 400-1250 Диаметр максимальный мм 600 700 700 1000 1000 1000 Число поленьев за цикл, шт. 2 4 2, 4 2, 4, 6 2, 4, 6 2-25 Время цикла, с 10 10 15 12 10 12-26 Макс. усилие, кН 50 100 250 300 350 580 Установленная мощность, кВт 10 10 17 15 17 30 Размеры станка 4,37 х 5,45 х 4,48 х 4,60 х 5,03 х 5,15 х (L х B x H), м 1,57 х 1,38 1,82 х 2,15 1.87 х 2,43 1,00 х 1,54 1,05 х 1.28 1,74 х 2,12 Масса, кг 2700 3670 3420 3900 3200 6000
В отличие от другихстанков колун ДО-20 работает по принципу тангенциально — радиального деления.Число получаемых частей при этом равно числу ячеек сменной делительной головки.Для раскалывания бракованных чураков, имеющих длину 1,6 — 1,9 м, то есть более указанной в таблице для всех марок колунов, можно применять станки марок К-131 и10-32 фирмы “Raute”, обеспечивающие раскалывание чураков длиной 2,5-3,2 м, или предусматривать предварительный поперечный раскрой чураков про длине. Для измельченияотходов в фанерном производстве рекомендуются машины с наклонной подачей МРН-25и подобные, а также машины фирмы “Кархула”. Машины с горизонтальной загрузкойможно использовать для измельчения карандашей. Для переработки больших объемови при отсутствии дровокольных станков эффективны машины МРН-50 и МРН-100,имеющие большое проходное окно. Для доизмельчения крупной фракции щепырубительные машины марок МРГ или МРН можно оборудовать дополнительным патрономи повысить выход кондиционной фракции на 6 — 8%.
Для фанерной отраслинаибольший интерес представляет рубительная машина МРНП-40-1, имеющая лучшиепоказатели по энерго- и металлоемкости и занимаемой производственной площади.Она имеет практически безударный выброс щепы из зоны рубки и снабженашумопоглощающими устройствами. Для маломерного сырья типа обрезок и отторцовок представляетинтерес роторные рубительные машины МРБ-04 и фирмы “Raute”. Перед подачей щепына сортировку целесообразно иметь небольшие бункера с дозаторами. Это позволитизбежать переполнения сит и проваливания части щепы на среднее сито безсортирования. Хранение готовой кондиционной щепы осуществляется в вертикальныхбункерах или на специальном механизированном складе, разработанном в НПО“Научфанпром” с производительностью шнековых питателей до 40 пл.м3/ч ивместимостью 2800 м3.
Заключение
С развитиемхозяйственной деятельности одновременно происходит увеличение накопленийотходов различных видов производства, что не только приводит к загрязнениюэкологической среды, но и наносит серьезный вред человеку. Это особенно характернодля крупных городов и промышленно развитых регионов. Накопление отходовприводит к попаданию в экологическую среду тяжелых металлов, химическихсоединений, в том числе таких, особо вредных веществ, как полихлорированныедиоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ)
Вокруг крупных городови промышленных объектов целые зоны, загрязненные промышленными и бытовымиотходами. Это приводит не только к отчуждению земельных участков, но и кзагрязнению водоемов, подземных грунтовых вод, что еще более пагубно для окружающейсреды. Все технологии переработки отходов либо малоэффективны, либо настолькодорогостоящи и трудоемки, что производителям проще и экономически выгоднее«подбросить» окружающей среде экологические проблемы, даже с нарушениемдействующего законодательства, чем заниматься природоохранной деятельностью вдополнение к основной работе.
В настоящее времяиспользуются, в основном, два способа переработки промышленных и бытовыхотходов. Первый – их захоронение на специально отведенных полигонах, такназываемых городских или районных свалках мусора. Второй – термическаяпереработка различного рода отходов. Последнее представляется болееперспективным.
Однако и это можетосновываться на разнообразных способах сжигания, которые, как правило, неотвечают экологическим требованиям. В последние годы экономически развитыестраны используют для переработки отходов печи с псевдоожиженным слоем. Однакоони сохраняют практически все недостатки печей с открытым горением и требуютприменения громоздких, дорогостоящих очистных сооружений для дымовых газов, втом числе электрофильтров улавливания пыли. Известно, что наличие в дымовыхгазах, содержащих хлор, пылевидных частиц, выступающих в роли катализаторов,создают условия для образования диоксинов при остывании этих газов. Это такжеповышает требования к системе газоочистки и сильно усложняет ее конструкцию(введение дополнительных фильтров, абсорберов и т.п.). Кроме того,использование псевдоожиженного слоя выдвигает высокие требования и к подготовкеисходного сырья (размер частиц), точности в поддерживании газодинамическиххарактеристик потоков в реакторе, а также к его конструкции. Этот и ряд другихнедостатков переработки отходов встречает со стороны экологических служб еслине сопротивление, то весьма осторожное отношение к широкому их применению.
Если вас не убедилапредставленная информация, и вы не готовы доверить опилкобетонным блокам статьматериалом жилого дома (хотя опилкобетон вполне способен решить эту задачу),давайте вспомним, что гражданское строительство не ограничено жилыми домами,потребность в постройках хозяйственного и производственного назначения дажевыше потребности в жилых домах. Подумайте сколько теплых, долговечных,доступных сооружений может быть возведено из материала с использованием отходовдеревообработки. Опилки и стружка из головной боли производителя превращается вкомпонент уникального строительного материала, характеристики которогопревышают аналогичные характеристики традиционных строительных материалов.Хотим мы этого или нет, но в России начнут считать деньги и грамотноиспользовать отходы, которые на Западе давно превратились в ценный ликвидныйтовар. Миллионы тонн опилок по всей России ждут не утилизации, а хозяйскогоиспользования
Список литературы
1. Матросов А.С. Проблемы санитарнойочистки города Москвы. Известия Академии промышленной экологии, № 1, 1997.
2. Мусор — проблема физико-химическая.// «Наука и жизнь» № 7, 1978.
3. Нужное из ненужного. // «Наука ижизнь» № 7, 1986.
4. О состоянии окружающей природнойсреды Российской Федерации в 1998 году Государственный доклад. — М., 1999;
5. Переработка и утилизация промышленныхотходов Челябинской области / И.П. Добровольский, И.Я. Чернявский, А.Н. Абызов,Ю.Е. Козлов. — Челябинск, 2000;
6. Состояние окружающей среды Московскойобласти в 1997 году II Государственный доклад. — М., 1998;
7. Экологический бумеранг. //«Наука и жизнь» № 5, 1996.
8. Эскин Н.Б., Тугов А.Н., Изюмов М.А.Разработка и анализ различных технологий сжигания бытовых отходов. Сборник.Москва, ВТИ, 1996.
9. Анучин П.И., Чащин А.М. Коррозия испособы защиты оборудования лесохимических производств.: Справочник. – Из-во«Лесная промышленность», 1970. – 392с.
10. Брацихин Е.А., Шульга Э.С.Технология пластических масс.: Учебное пособие для техникумов. – 3-е издание перераб.доп. – Л.: Химия, 1982. – 328 с.
11. Николаев А.Ф. Технологияпластических масс. – Л., Химия, 1977. – 368 с.
12. Головин Г.С. Современные направленияполучения окускованного бездымного топлива для малых энергетических установок ибытовых печей / Г.С. Головин, В.А. Рубан, А.П. Фомин, О.Г. Потапенко // Уголь.- 1996. — №2.
13. Патуроев В.В. Полимербетоны / НИИбетона и железобетона. – М.: Стройиздат, 1987. – 286 с.
14. Соломатов В.И. Технологияполимербетонов и армополимербетонных изделий. – М.: Стройиздат, 1984. – 144 с.
15. Елинин И.М. Полимербетоны вгидротехническом строительстве. – М.: Стройиздат, 1980. – 192 с.
16. Харчевников В.И. Стекловолокнистыеполимербетоны – корозионностойкие материалы для конструкций химическихпроизводств. Автореферат докт. Диссерт. – М.: ВЗИСИ, 1983. – 36 с.
17. Долежел Б. Корозия пластическихматериалов и резин. — М.: Химия, 1964. – 182 с.