WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ КАК ЭКОЛОГО-ХИМИЧЕСКАЯ ОСНОВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА (на примере Хабаровского края) ...»

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАЙОРОВА ЛЮДМИЛА ПЕТРОВНА

РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

КАК ЭКОЛОГО-ХИМИЧЕСКАЯ ОСНОВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

(на примере Хабаровского края)

03.02.08 – Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Владивосток – 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет»

на кафедре «Экология, ресурсопользование и безопасность жизнедеятельности»

доктор химических наук, ст. науч. сотр. Демин Валерий

Официальные оппоненты:

Анатольевич (Сыктывкарский лесной институт);

доктор сельскохозяйственных наук, проф. Рунова Елена Михайловна (Братский государственный технический университет);

доктор биологических наук, проф. Христофорова Надежда Константиновна (Дальневосточный федеральный университет).

ГОУ ВПО «Пермский государственный технический уни

Ведущая организация верситет»

Защита состоится «18» ноября 2011 г.в 14-00 часов, ауд. 101 на заседании диссертационного совета Д 212.056.05 при Дальневосточном федеральном университете.

Адрес: 690950, Владивосток, ул. Октябрьская, 27.

Факс (4232) 457609, E-mail: svistun@chem.dvgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного федерального университета.

Автореферат разослан «…..»_ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. хим. наук И. В. Свистунова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Рациональное и комплексное использование ресурсов и ограничение антропогенного воздействия на окружающую среду большинством стран мира рассматривается как важнейшая экологическая и экономическая задача. Для России, где доля ресурсного блока в валовом внутреннем продукте находится на уровне 30 %, эта проблема особенно актуальна. Лесной сектор является одним из ведущих в экономике России. В субъектах Российской Федерации продукция лесопромышленного комплекса (ЛПК) составляет от 10 до 50 % от общего объема промышленной продукции региона.



В то же время современная структура лесопромышленного комплекса несовершенна. Например, для заготовки одинакового объема древесины в России используется площадь в 5–7 раз большая, чем в Финляндии. На территории страны и, в частности, Хабаровского края ежегодно образуются и накапливаются миллионы кубометров неиспользуемой лиственной, низкотоварной древесины и отходов (НТДО), что создает угрозу экологической безопасности функционирования лесопромышленного комплекса (развитие фитовредителей, захламление лесосек, ограничение лесовосстановления, усиление пожарной опасности и др.), обусловливает истощение сырьевой базы, формирует ряд ресурсно-экологических и связанных с ними экономических и социальных проблем (истощительное лесопользование в освоенных районах, изменение структуры лесофонда и снижение качества древостоев, нарушение экологического баланса территории, стагнация лесных поселков и др.), выходящих за пределы региональной значимости.

Кардинальным решением ряда проблем ЛПК является обеспечение комплексности переработки древесного сырья, т. е. всестороннего экономически оправданного использования всех полезных компонентов древесины и древесных отходов. Опыт ведущих стран в области лесопользования показывает, что наиболее перспективно обеспечение максимально возможного выхода высококачественной продукции механической переработки на базе улучшения структуры производства, внедрения современных малоотходных технологических процессов, высокоэкологичного оборудования и сокращения потерь. Образующиеся при этом отходы вместе с низкотоварной и лиственной древесиной составят сырьевую базу для химического и химико-механического направлений. Между тем глубокая химическая переработка древесины недостаточно развита в России (используются устаревшие технологии и оборудование) и практически отсутствует в Дальневосточном федеральном округе. По мнению А. С.

Шейнгауза (2001–2005 гг.), именно это может стать существенным ограничивающим фактором в развитии лесопромышленного комплекса. Вовлечение в переработку лиственной древесины и НТДО должно основываться на детальном и всестороннем анализе ресурсноэкологических проблем, оценке ресурсного потенциала, исследовании закономерностей перспективных способов делигнификации (в том числе сульфитных варочных процессов в интервале рН 5–13) и разработке технологических режимов получения разнообразной продукции. Однако теоретические положения ресурсно-экологических проблем ЛПК в основном аксиоматичны, имеют априорное утверждение без детального анализа. Дискуссионный характер носят вопросы классификации древесных отходов, технологии производства и качества полуфабрикатов из низкотоварной и частично пораженной гнилью древесины, химизма и кинетики делигнификации лиственной древесины сульфитными способами при рН 5–7, оценки экологичности технологических процессов. Практически не изучены химизм, кинетика, технология варки лиственной древесины при рН 13 (сульфитный щелочной способ) с получением полуфабрикатов, не уступающих по качеству сульфатной целлюлозе. Недостаточно разработаны вопросы оптимизации использования древесных отходов. Исследования в этой области соответствуют приоритетному направлению развития науки, технологий и техники Российской Федерации «Рациональное природопользование», вполне согласуются с перспективными исследованиями в области оценки ресурсно-сырьевого потенциала лесного комплекса страны, а также связаны с совершенствованием перерабатывающих технологий, что соответствует перечню критических технологий Российской Федерации.





Таким образом, рациональное использование древесного сырья на основе научноаргументированного подхода к выбору параметров и экологизации технологических процессов, позволяющих использовать лиственную древесину и НТДО, сохранять лесные ресурсы, уменьшать отрицательное воздействие на природную среду, является актуальной научнотехнической проблемой, имеющей важное хозяйственное значение для ЛПК.

Цель работы: оценить состояние лесопромышленного комплекса, его воздействие на окружающую среду и разработать научные основы повышения полноты использования древесного сырья и эффективности функционирования ЛПК (на примере Хабаровского края).

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:

проанализировать состояние лесопромышленного комплекса, его ресурсноэкологические проблемы и воздействие на природную среду;

разработать принципы и методы моделирования изменений структурных составляющих ЛПК;

выявить особенности функционирования цикла древесных ресурсов и лесоматериалов в условиях Дальнего Востока России, установить объемы образования отходов и перспективы их использования в качестве вторичных древесных ресурсов;

обосновать экспериментально условия глубокой переработки лиственной, низкотоварной древесины и лесосечных отходов;

определить принципы и аппарат комплексной оценки экологичности технологических процессов использования древесных ресурсов;

предложить экологичный метод получения целлюлозы из лиственной древесины;

разработать рекомендации по глубокой химической переработке низкотоварной, тонкомерной древесины и различных отходов;

сформулировать методологию, критерии и предложить математическую модель оптимизации использования вторичных древесных ресурсов с учетом сформированной базы данных по возможным технологиям переработки.

Методологической основой работы служит концепция устойчивого развития, базирующаяся на гармонизации отношений в системе «общество – ресурсы – окружающая среда», а также концепция неистощительного рационального лесопользования.

Методические аспекты основаны на применении комплексного и системного анализа, что позволило научно обосновать выбор рациональных, экологически безопасных технологических процессов глубокой химической переработки древесного сырья. Широко использованы междисциплинарный интеграционный подход, основные положения системного анализа, элементы риск-анализа, методы научной классификации, выделения оценочных параметров, планирования научного эксперимента, математического моделирования и программирования, регрессионного анализа, картографирования. При проведении экспериментальных исследований применялись различные методы химического анализа.

Основные защищаемые положения:

1. Функционирование лесопромышленного комплекса сопряжено с рядом ресурсноэкологических проблем, важнейшей из которых в условиях ДФО и, в частности, Хабаровского края является накопление большого количества лиственной, низкотоварной древесины и отходов, оказывающих разнообразное негативное воздействие на окружающую среду. Кардинальным решением является развитие экологичных способов глубокой химической переработки этого сырья.

2. Особенности химизма, кинетики и технологических факторов варки лиственной древесины при повышенных значениях рН (5–13), существенно отличающиеся от таковых при общепринятых способах переработки хвойных пород, определяют перспективность экологичного сульфитного щелочного способа производства целлюлозы.

3. Совокупность разработанных технологических и технических решений по переработке низкотоварной древесины и отходов лесопромышленного комплекса обеспечивает получение полуфабрикатов, отвечающих требованиям стандартов на небеленую сульфатную целлюлозу, а также высококачественной кормовой добавки с высоким содержанием легкоусвояемых сахаров, существенно расширяющей кормовую базу животноводства в зоне рискованного земледелия.

4. Двухэтапная математическая модель ранжирования технологий переработки низкотоварной древесины и отходов, размещения, специализации и концентрации соответствующих производств является теоретической базой при организации комплексного использования древесного сырья с получением полезной продукции.

Научная новизна:

Проведен детальный анализ ресурсно-экологических проблем лесопромышленного комплекса, позволяющий классифицировать факторы, как усугубляющие, так и компенсирующие проблемы.

Обоснован методический подход к прогнозной оценке объемов образования низкотоварной древесины и отходов, на основании которого конкретизированы баланс древесного сырья и ресурсный цикл древесных ресурсов и лесоматериалов применительно к условиям Хабаровского края.

Впервые исследованы химизм и кинетика, а также технологические параметры сульфитного щелочного способа производства целлюлозы из лиственной древесины, получена математическая модель, адекватно описывающая процесс и позволяющая прогнозировать качество полуфабриката при заданных условиях варки или выбрать условия, обеспечивающие получение целлюлозы заданного качества.

Расширены теоретические представления об избирательности сульфитных варочных процессов, их кинетических и термодинамических параметрах, сульфировании, инактивации, растворении сульфированного лигнина березовой древесины при повышенных значениях рН (5–13).

Выведены уравнения регрессии, описывающие растворение сульфированного лигнина при рН 5–13, а также растворение лигнина и углеводов при сульфитном щелочном способе делигнификации в широком интервале изменения факторов.

Получены новые данные о возможности использования вторичных древесных ресурсов, в том числе древесины, частично пораженной гнилью, в качестве сырья для глубокой химической переработки и производства кормовой осахаренной древесноволокнистой массы.

Произведено сопоставление качества целлюлоз из древесных пород, импортируемых Японией, и отечественных дальневосточных, подтвердившее конкурентоспособность последних.

Предложен коэффициент экологичности технологических процессов, учитывающий воздействие на окружающую среду, а также доступность сырья и требования к его качеству, на основании которого обоснована более высокая экологичность сульфитного щелочного способа производства целлюлозы по сравнению с традиционными сульфатным и кислым сульфитным.

Разработана математическая модель оптимизации использования вторичных древесных ресурсов, позволяющая решить задачу специализации и концентрации мощностей по переработке отходов с выходом рационального по рентабельности набора продукции.

Практическая значимость:

Предложен оптимальный режим нового сульфитного щелочного способа делигнификации, обеспечивающий получение полуфабриката, не уступающего по качеству сульфатной целлюлозе.

Разработаны режимы производства сульфатной целлюлозы из лесосечных отходов основных дальневосточных пород.

Установлены условия пневмотранспортирования, позволяющие удалять до 25 % гнили третьей стадии из щепы березы желтой без ухудшения показателей качества сульфатной целлюлозы.

Разработаны режимы сульфатной варки древесины дальневосточных пород, пораженной белой и пестрой гнилью.

Предложены условия производства кормовой осахаренной древесноволокнистой массы из березы белой, березы желтой, осины и их отходов, а также некоторые конструктивные усовершенствования аппаратов для химико-термической переработки древесного сырья, защищенные авторскими свидетельствами.

Разработаны программные комплексы «Граф», моделирующий деятельность ЛПК, и «Отходы», позволяющий выполнить расчет объемов образования отходов в лесопромышленных центрах при лесозаготовках, лесопилении, деревообработке и распределить их по возможным направлениям использования.

Сформирована электронная база данных по технологиям переработки вторичных древесных ресурсов (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614824).

Сформулированы рекомендации по использованию лиственной, низкотоварной древесины и отходов лесопромышленного комплекса (свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 9265).

Реализация результатов исследования. Основные теоретические положения, научные и практические результаты, модели использовались при подготовке «Программы комплексного использования низкотоварной древесины и отходов лесопереработки на 2002– 2005 годы» и краевой целевой программы «Отходы» (2004 г.), при выполнении Госконтракта № 43/06 с правительством Хабаровского края «Эколого-функциональное районирование территории Хабаровского края в целях размещения объектов хозяйственной деятельности, оказывающих воздействие на окружающую среду», при обосновании технических условий на экспортную щепу, выполнении хоздоговорных НИР с ДальНИИЛПом и предприятиями Хабаровского края. Результаты исследований могут быть использованы директивными органами и предприятиями лесопромышленного комплекса при принятии экологически обоснованных управленческих решений по повышению комплексности использования древесного сырья, проектными организациями при проектировании новых производств по глубокой химической переработке низкотоварной, лиственной древесины и отходов. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Тихоокеанского государственного университета, а также на факультете повышения квалификации специалистов-экологов и руководящих работников в области экологической безопасности.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на ряде международных, российских и региональных конференций: «I Всесоюзной конференции по химии и физике целлюлозы». Рига, 1975; научнопрактической конференции «Проблемы и основные направления комплексного развития и размещения производительных сил Хабаровского края до 2000 года». Хабаровск, 1982; научно-практической конференции «Новое в технологии применения лиственной древесины и экономии древесного сырья в ЦБП». Ленинград, 1983; научно-практической конференции «Человек и природа на Дальнем Востоке», ДВНЦ АН СССР. Владивосток, 1984; Всесоюзной научной конференции «Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов». Минск, 1985; научно-практической конференции «Проблемы охраны окружающей среды Дальнего Востока». Хабаровск, 1989; Всесоюзной научной конференции «Проблемы организации территории регионов нового освоения», ДВО АН СССР. Хабаровск, 1991; Международном симпозиуме «Человеческое измерение региональных проблем». Благовещенск, 1992; Международной научной конференции «Регионы нового освоения: состояние, потенциал, перспективы в начале третьего тысячелетия», ДВО РАН. Хабаровск, 2002; Международной научной конференции «Регионы нового освоения: стратегия развития», ИВЭП ДВО РАН. Хабаровск, 2004;

Международном форуме по проблемам науки, техники и образования, Академия наук о Земле.

Москва, 2004; II Международной конференции «Проблемы безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования Дальнего Востока и стран АТР». Владивосток, 2006; Международной научно-практической конференции «Морская экология», МГУ им. адмирала Г. И. Невельского. Владивосток:, 2007; втором и третьем Международных экологических форумах «Природа без границ». Владивосток, 2007, 2009; международных научно-практических конференциях в области экологии и безопасности жизнедеятельности «Дальневосточная весна–2007», «Дальневосточная весна–2008» и «Дальневосточная весна–2009». Комсомольск-наАмуре, 2007, 2008; 2009; на научных семинарах Института химии древесины (Рига), ДальНИИЛПа (Хабаровск), на заседании кафедры неорганической и элементоорганической химии и прикладной экологии ДВГУ (Владивосток, 2007), Международном экологическом семинаре «К новой эпохе лесопользования», ТОГУ. Хабаровск, 2011 и др.

Публикации. Основное содержание работы

и результаты выполненных исследований опубликованы в 76 работах, в их числе: 1 монография, 3 учебных пособия, 18 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 4 авторских свидетельства, 2 практических рекомендации, 11 научных отчетов, 29 научных статьей в различных журналах и сборниках научных трудов, 7 тезисов докладов, 1 программа для ЭВМ.

Вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка теоретических положений, основная часть экспериментальных исследований, обобщение и обработка полученных результатов. В основу диссертации положены собственные теоретические разработки и научные исследования. В работах, выполненных в соавторстве, диссертантом внесен вклад, касающийся обоснования идеи работы, руководства и непосредственного участия в выполнении теоретических и экспериментальных исследований, обобщения результатов и разработки рекомендаций по их использованию. Соавторы не возражают против использования результатов исследований в материалах диссертации.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность д-ру геогр. наук, проф.

Мирзехановой З. Г., д-ру с.-х. наук, проф. Дербенцевой А. М., д-ру филос. наук Пазюку К. Т.

за ценные консультации и замечания.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы и 20 приложений. Работа изложена на 371 странице машинописного текста, иллюстрирована 161 рисунком и 89 таблицами. Приложения содержат 26 рисунков и 53 таблицы. Список литературы включает 563 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования с позиций устойчивого развития, определены научная новизна работы и ее практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Лесопромышленный комплекс представляет собой систему, входящую в лесной комплекс и состоящую из подсистем, представленных отдельными видами деятельности по заготовке, переработке древесины и производству из нее продукции той или иной степени готовности к потреблению.

Россия обладает четвертой частью мировых запасов древесины, занимая первое место в мире по наличию лесосырьевых ресурсов, что является предпосылкой интенсивного развития ЛПК. Однако в настоящее время лесосырьевой потенциал и возможности ЛПК используются неэффективно, лесной сектор экономики России играет роль, не соответствующую его потенциалу. В структуре ЛПК преобладает механическая переработка древесины (60, %), доля глубокой химической переработки составляет лишь 17 % (в Финляндии –72, Швеции – 75 %). В России на 1 м3 заготовленной древесины производится в 3–4 раза меньше 4,7–7,9 раз ниже, в чем в развитых странах. Доля российского лесного комплекса, основанного на крупнейшей в мире лесосырьевой базе, составляет 1,2 % от ВВП, 3,2 % в промышленном производстве, около 4 % общероссийского объема экспорта. Потребление бумаги и картона на душу населения в России в 17,3 раза ниже, чем в Европе, в 12,5 раза ниже, чем в Китае, и составляет 1,44 % мирового уровня. Экспортируя балансовую древесину в другие страны, Россия по причине ограниченности собственных мощностей по глубокой химической переработке вынуждена ежегодно импортировать значительные объемы бумаги и картона, в то время как недоиспользуемая часть ежегодного среднего прироста лесов России в 2,5 раза превышает нынешний объем главного пользования по стране. По сравнению с зарубежными странами (США, Канада, Финляндия, Швеция, Австрия, Китай) для ЛПК России характерен ряд проблем, в первую очередь – развитие по экстенсивному пути, причем отсутствие экологической и экономической устойчивости лесопользования изначально заложено в модель развития отрасли.

Доля ЛПК ДФО в общем объеме производства ЛПК РФ составляет 6 %. Ситуация характеризуется высокой степенью напряженности и стагнацией деревообработки, хотя почти вся территория ДФО относится к категории лесоизбыточных и лесных регионов. Несмотря на внушительную сырьевую базу, в ДФО находится всего около 2 % производственных мощностей России по переработке древесины. Основу регионального ЛПК составляют лесозаготовки и экспорт необработанной древесины в страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР). В настоящее время намечен к реализации и реализуется ряд проектов по повышению уровня переработки древесины в регионе. Исследования в области состояния лесопромышленного комплекса Дальнего Востока России и, в частности, Хабаровского края проблем его функционирования и возможных путей решения выполнены А. С. Шейнгаузом с сотрудниками, В. П. Каракиным, Д. Ф.

Ефремовым, А. П. Ковалевым и др.

Для Хабаровского края лесопромышленный комплекс является одной из важнейших отраслей специализации и в значительной степени определяет развитие экономики и социальной сферы. Удельный вес ЛПК в экономике края составляет 10–12 %. Край занимает третье место в России (8,5 %) по производству круглых лесоматериалов. На его долю в 2007 г. приходилось 55 % от объемов заготовки и 54,8 % производства пиломатериалов в Дальневосточном федеральном округе. В ходе кризиса 90-х гг. структура ЛПК ухудшилась. Были утрачены перерабатывающие мощности, использовавшие около 5 млн м3/год древесины. Потеряны внутренние рынки. Следствием этого стала ориентация на реализацию лесопродукции на внешнем рынке.

Экспортная составляющая достигала 60 % общих объемов лесозаготовок и 80 % объемов деловой древесины в крае. В 2006 г. 98 % в структуре экспорта составляли необработанные лесоматериалы. Край, как и другие субъекты ДФО, понес значительные потери в виде недополученной добавленной стоимости, налоговых поступлений, дополнительных рабочих мест. В 2009 г. отмечен существенный спад производства.

В основу стратегии развития лесопромышленного комплекса России и, в частности, Хабаровского края положены инвестиционные проекты, реализация которых призвана нейтрализовать значительную часть проблем, указанных выше. Основным направлением на период 2005–2010 гг. признано повышение эффективности и комплексного использования древесного сырья, развитие перспективных деревообрабатывающих производств, глубокой переработки древесины на основе современных технологий, обеспечение устойчивого лесопользования и укрепление лесосырьевой базы.

Лесоресурсный потенциал – базовый фактор деятельности ЛПК, определяющий эффективность и устойчивость самого комплекса. Исследованиям в этой области применительно к Дальнему Востоку России посвящены работы А. С. Шейнгауза, В. П. Каракина, В. А. Челышева, А. П. Сапожникова, Д. Ф. Ефремова, А. П. Ковалева, Н. Е. Антоновой и др. Дальневосточный регион занимает первое место среди федеральных округов по площади лесов и второе – по запасу древесины. Дальневосточные леса в значительной степени освоены, существенная часть их истощена неправильными рубками и пожарами. Последние в среднем за год охватывают около 0,1 % лесной площади, а раз в 10–13 лет – более 1 %, в то время как активная деятельность человека за тот же период воздействует только на 0,2 % лесных земель. В среднем по ДФО трансформация лесов достигла 37,3 %. Горный рельеф, распространение многолетней мерзлоты и другие природные факторы повышают экологическую роль лесов ДФО и снижают их эксплуатационную привлекательность. На долю Хабаровского края приходится 18,6 % лесопокрытой площади ДФО и 25,1 % запасов древесины. Лесистость территории 66,5 %, что почти в полтора раза выше средней по России. Однако леса края, кроме северных, существенно трансформированы, имеют низкий запас древесины на гектар. Направленность трансформации в основном негативная, ведущая к снижению ресурсного потенциала и биоразнообразия. Расчетная лесосека используется на 33,5 % по общей и на 45,8 % по доступной, но ввиду выборки лесозаготовителями наиболее ценной древесины имеет место скрытый переруб. При рассмотрении ресурсно-экологических аспектов функционирования ЛПК автором были применены методологические основы SWOTанализа, являющегося эффективным инструментом ситуационной диагностики. В качестве основных выделены проблемы: истощение и ухудшение качества древесных ресурсов в освоенных районах, лесные пожары и накопление огромного количества древесных отходов.

Систематизация ресурсных и экологических проблем в местах локализации древостоев во взаимосвязи с обусловившими их причинами приведена на рис. 1.

Лесопромышленный комплекс представляет собой природно-техническую систему (ПТС) с большим количеством связей и материально-энергетических потоков. Структура формирования типовых техногенных факторов при функционировании ЛПК показывает, что воздействие оказывается на все компоненты природной среды. Для перерабатывающих производств в большей степени характерно ингредиентное и параметрическое загрязнение. Разноплановость воздействий формирует большой спектр экологических проблем (рис. 2). Из общего комплекса составляющих ЛПК наиболее значимое воздействие на окружающую среду оказывают лесозаготовки и глубокая химическая переработка древесины. Основные виды воздействия при лесозаготовках обусловлены как уменьшением растительного покрова, так и физическим воздействием самих работ. Сопряженный анализ природных и антропогенных факторов, литературных и картографических материалов, статистических данных позволил выделить типичные экологические проблемы на всех этапах лесозаготовок. Заслуживает внимания загрязнение атмосферного воздуха при лесозаготовках комплексом лесозаготовительных машин (ЛЗМ) и автотранспортом. Этот негативный фактор воздействия на растительность на прилегающей к лесосеке территории до настоящего времени не учитывается при экологоэкономических оценках. Между тем выполненные расчеты показывают, что приземные концентрации диоксида азота, формируемые выбросами лесозаготовительных машин и автотранспортом, существенно превышают гигиенические и экологические нормативы, что обусловливает уменьшение эффективности фотосинтеза. Относительный ущерб от загрязнения атмосферы комплексом ЛЗМ, обеспечивающим разработку лесосеки, выше при сортиментной технологии. В совокупности с повышенным количеством отходов это ухудшает условия воспроизводимости древесных ресурсов и снижает эффективность рационального лесопользования.

Воздействие целлюлозно-бумажного производства существенно зависит от принятого способа производства и технологических решений. В наибольшей степени воздействие оказывается на атмосферный воздух и водные объекты.

Моделирование позволяет раскрывать функциональную связь между подсистемами и компонентами, оценивать их взаимное влияние и прогнозировать изменение основных составляющих во времени. На основании предложенных предпосылок и принципов с использованием метода ориентированных взвешенных графов разработан программный комплекс (ПК) «Граф», позволяющий моделировать систему лесного комплекса и его отдельные подсистемы. ПК используется в учебном процессе ТОГУ, может быть полезен при принятии управленческих решений.

Рис. 1. Структурная модель формирования основных ресурсно-экологических проблем Рис. 2. Сетевая матрица воздействий лесопромышленного комплекса на окружающую среду

2. ОБРАЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

В ХАБАРОВСКОМ КРАЕ И ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Низкотоварная древесина и oтxoды мoгyт использоваться в кaчecтвe пepвичнoгo cыpья или добавки к исходному сырью, применяться в своем первоначальном виде или после дополнительной подготовки в пpoизвoдcтвe тoй или инoй пpoдyкции (рис. 3). При этом формируется рынок вторичных древесных ресурсов (ВДР) и обеспечивается полноценное участие лесопромышленного комплекса в смягчении антропогенного воздействия на окружающую среду и климат.

ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС

Лесозаготовки Лесопиление Деревообработка химическая технологические операции Важными условиями для формирования рынка вторичных древесных ресурсов (ВДР) являются:

1. Уточнение классификации ВДР (отходов) и определение их потенциальных объемов, локализации и доступности.

2. Формирование базы данных по возможным направлениям использования ВДР.

Вопросам классификации ВДР и оценки объемов их образования посвящены работы Т. В. Рыжковой, Г. М. Михайлова, А. П. Ковалева В. В. Задорожного, В. Ф. Ломицкого, М. Н. Пашковского, И. В. Турлая, М. В. Жукова, В. Н. Зырянова, Г. С. Шмелева, П. Б. Рябухина и др. Однако единый подход к классификации и прогнозной оценке образования отходов на всех стадиях заготовки и переработки древесины отсутствует. В данной работе предложена структурная схема образования и локализации отходов, на основании которой произведена оценка потенциальных объемов накопления отходов в Хабаровском крае с использованием нормативного метода, дополненного данными о «вненормативных» (спиленная и брошенная у пня, низкотоварная, поврежденная и поломанная древесина) отходах. Расчеты показали, что на территории края при современном уровне заготовки и переработки древесины может образоваться до 3,4 млн м3/год отходов за вычетом оставляемых по нормативным требованиям на удобрение и укрепление волоков – 2,5 млн м3/год, в том числе «вненормативные» – 1,8 млн м3/год (71,9 %). Около 70 % отходов образуется в пяти районах Хабаровского края, являющихся основными центрами лесозаготовительной промышленности. На основании проведенных расчетов и анализа литературных данных конкретизирован ресурсный цикл древесных ресурсов леса и лесоматериалов применительно к условиям Хабаровского края и составлен усредненный баланс древесного сырья с выделением потенциальных и экономически доступных вторичных древесных ресурсов. Полученные результаты использованы при разработке программного комплекса «Отходы», позволяющего выполнить расчет образования отходов по планируемым лесопромышленным узлам и предприятиям и распределить их по местам локализации и потенциально возможным направлениям переработки. Узлы, состав производств и арендаторов, а также удельные показатели образования отходов могут быть откорректированы.

Разработка базы данных (БД) по возможным направлениям переработки древесных отходов основывалась на систематизации сведений, составлении структурных схем и обобщенной модели использования отходов. В основу создания БД положены следующие принципы:

информативность; доступность; непрерывность ведения; каскадность, обеспечивающая последовательные выборки из ранее сделанных выборок; полнота и достоверность сведений, что определяется учетом в БД степени проработки технологий, а также предоставлением дополнительных сведений о применяемом оборудовании и свойствах используемых отходов. Учтена специфика объекта, которая проявляется в широком спектре вторичных древесных ресурсов, их локализации, множественности направлений переработки и разнообразии технологий получения одной и той же продукции отсутствии единого эколого-экономического критерия оценпродукции, экономического ки имеющихся технологий. БД представляет собой систематизированный и постоянно пополтехнологий няемый свод сведений, позволяющих принимать экономически и экологически ориентированэкологиче ные управленческие и хозяйственные решения. В БД занесено более 250 технологий с разной степенью проработки, в том числе данные патентных исследований. Имеется возможность просмотреть и распечатать информацию Разработанные подходы и анали технологий, представленных в базе данных, позволил выявить приоритетные направления использования вторичных древесных ресурсов для Хабаровского края. Это глубокая химическая переработка, энергетическое и энергохимическое использование, производство строительных изделий и конструкций, древесного и активированстрои конструкций ного угля, кормовой осахаренной древесноволокнистой массы (КОДВМ). Выполненное ранКОДВМ).

жирование территории края по целесообразности организации и возможным направлениям переработки вторичных древесных ресурсов может быть использовано при принятии административных решений по развертыванию комплексной переработки древесины Теоретическое обоснование части задач по повышению полноты использования древесного сырья применительно к условиям Хабаровского края реализовано в экспериментальной части работы.

3. НАПРАВЛЕНИЯ, ОБЪЕКТЫ МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

НАПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТЫ,

Комплексное использование древесного сырья предполагает широкий выбор направлений, методов и, соответственно, объектов экспериментальных исследований. Анализ литературных данных по проблеме глубокой химической переработки лиственной, низкотоварной древесины и отходов позволил сформулировать направления экспериментальных исследований позволяюисследований, щих получить новые данные в этой области и разработать практические рекомендации (рис. 4).

НАПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

переработки березовой делигнификации, кинетические ные отходы. Использовались образцы из лесосырьевой базы южной части Хабаровского края. При проведении экспериментальных исследований применялись технологическая щепа, стружка, опилки.

Комплекс исследовательских методов и методик базировался как на использовании стандартных методов анализа, принятых в целлюлозно-бумажной промышленности (анализ химического состава древесины и полуфабрикатов, определение выхода, степени делигнификации древесных остатков, показателей механической прочности полуфабрикатов), так и на применении общих инструментальных методов (УФ- и ИК-спектроскопия, гельфильтрация, хроматография). Использовались также методики, опубликованные в научных статьях и монографиях (выделение диоксанлигнина из древесины, лигносульфонатов из щелоков).

Выбор значений рН для дальнейших исследований основывался на проведенном исследовании зависимости рН варочного раствора от молярного соотношения SO2 и NaOH. Выбранные значения рН в буферных областях соответствуют бисульфитному (рН 5), нейтральносульфитному (рН 7) и сульфитному щелочному (рН 13) способам делигнификации. При определении содержания лигнина в древесном остатке (ОЛ) учитывался также «кислоторастворимый» лигнин (КРЛ), переходящий в фильтрат при определении «весового» лигнина (ВЛ) по методике Кениг-Комарова, что существенно изменяет кинетические зависимости. Обоснован метод определения КРЛ спектрофотометрически при длине волны 203 нм с целью исключить влияние поглощения сахаров и продуктов их деградации, которое сильно проявляется в области = 280 нм, принятой в известных методиках. Для обработки экспериментальных данных и подготовки диссертации использовались средства Microsoft Word, Microsoft Excel, Paint, Microsoft Visio, PowerPoint, УПРЗА «Эколог» (версия 3.0).

4. ХИМИЗМ И КИНЕТИКА ДЕЛИГНИФИКАЦИИ БЕРЕЗОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Вовлечение в глубокую химическую переработку лиственной древесины является одним из ведущих направлений рационального использования древесных ресурсов. Усиление внимания к проблемам получения полуфабрикатов с высоким выходом и показателями механической прочности при ограничении загрязнения окружающей среды обусловило выбор сульфитных варочных процессов с повышенным значением рН (рН 5–13) (рис. 5).

Особенности морфологии и химического состава лиственной древесины, определяющие протекание процессов делигнификации, рассматривались в работах В. С. Громова, Н. И.

Бейнарта, К. В. Сарканена, Н. И. Никитина, М. А. Иванова, Э. И. Евстигнеева, В. В. Сергеевой, П. П. Эриньша, В. В. Гирца, К. Фрейденберга, Б. Леопольда, Б. И. Фергуса и др.

Вопросами химизма и кинетики делигнификации лиственной древесины при сульфитной, бисульфитной и нейтрально-сульфитной варке занимались Е. Элтон, Т. Феллеги, Чери, Маасс, И. Мак-Говерн, Б. О. Линдгрен, Б. Леопольд, С. Кульгрен, К. Бэкман, А. Бьеркман, С. А. Рюдхольм, Е. Хэгглунд, Е. Сьестрем, Д. Горинг, Д. Гирер, К. В. Сарканен, Н. А. Розенбергер, А. Н. Розенбергер, Ю. Н. Непенин, М. Г. Элиашберг, В. М. Резников, С. В. Шуберт, И. В. Аракин, М. И. Чудаков, А. И. Парфенова, Н. Н. Шорыгина, Е. А. Писаревская и др. Однако ряд вопросов, связанных с сульфированием и растворением лиственного лигнина в нейтральной и щелочной среде, носит дискуссионный характер. Сведения об инактивации лиственного лигнина и последующих сульфитных варках при повышенных значениях рН практически отсутствуют. Данные о кинетических параметрах ограничены.

Сравнительное изучение процесса делигнификации в интервале рН 5–13 показало, что наиболее быстрое удаление лигнина и снижение выхода древесного остатка наблюдается в Растворилось углеводов, % В случае сульфитной щелочной варки (рН 13) можно выделить два периода делигнификации: в первом – при подъеме температуры до конечной – происходит интенсивное растворение углеводов, лигнин при этом практически не растворяется. Второй период – варка на конечной температуре – характеризуется избирательным удалением лигнина при незначительном, около 5 % от исходной древесины, растворении углеводов. Избирательность делигнификации при рН 5 и 7 ухудшается с повышением температуры варки. При сульфитном щелочном процессе древесные остатки одинакового выхода, полученные при различных температурах, мало отличаются по своему составу. В области выходов 60–50 % более избирательно протекает делигнификация при рН 13 и менее – при рН 5 и 7. Полученные данные показывают, что сульфитная щелочная варка (рН 13) более целесообразна при получении полуфабрикатов с глубокой степенью провара, в то время как бисульфитный и нейтральносульфитный способы делигнификации достаточно избирательны при производстве полуцеллюлозы и целлюлозы высокого выхода.

Увеличение расхода химикатов на варку свыше 10 % SO2 к абсолютно сухой (а. с.) древесине оказывает незначительное влияние на делигнификацию при рН 5 и 7. В случае сульфитной щелочной варки (рН 13) при увеличении расхода SO2 от 10 до 25 % наблюдается резкое снижение выхода древесного остатка и содержания в нем лигнина. Избирательность варочного процесса при всех исследованных значениях рН улучшается с повышением расхода химикатов на варку до 20 % SO2 к а. с. древесине. Все исследованные способы позволяют получить из березовой древесины полуфабрикаты достаточно высокого качества. Лучшими показателями механической прочности отличается сульфитная щелочная целлюлоза.

Для изучения кинетических закономерностей делигнификации был использован дифференциальный метод с применением логарифмирования дифференциального уравнения и построением логарифмического графика в координатах скорость реакции V – концентрация С.

С этой целью проводилась аппроксимация полученных кинетических кривых полиномом четвертой степени. Правомерность использования такого подхода подтверждена определением порядка реакции при рН 5 и температурах 150 и 160 С дифференциально-интегральным методом (методом временных отношений). Кинетические параметры (таблица) свидетельствуют о протекании процессов делигнификации в области, близкой к кинетической.

Кинетические параметры Наиболее интенсивной температурной зависимоделигнификации вар- рядок темпера- активаки реак- турный ко- ции, Еэфф., уравнения Аврами–Колмогорова–Ерофеева показации эффициент кДж/моль Основными реакциями при классической сульфитной варке являются сульфирование, растворение лигнина и конкурирующий с ними процесс инактивации. Определить степень сульфирования растворяющегося лигнина не представляется возможным так как лигносульвозможным, фонаты, перешедшие в раствор продолжают сульфироваться. О развитии процесса можно косвенно судить по показателю степени сульфирования в твердом остатк Исследования в интервале температур 150–190 показали, что степень сульфирования лигнина повышается с увеличением температуры и продолжительности варки и снижением рН варочного раствора. Пороговое значение, соответствующее содержанию серы в лигнине 1 %, достигается при варках с рН 5 и 7 на стадии растворения 20 % лигнина, с рН 13 – 80 % (рис 7).

Степень сульфирования, % При одинаковом количестве растворившегося лигнина более высокая степень сульфирования наблюдается в случае варки с рН 7,0, что можно объяснить более медленным его растворением. Значимость процесса сульфирования в делигнификации убывает с повышением рН варочного раствора. При сульфитной щелочной варке соотношениещелочного и сульфирораствора иещелочного ванного лигнина в растворе составляет 33:1–43:1. Доля сульфированного лигнина перешедлигнина, шего в раствор, несколько возрастает с увеличением степени провара целлюлозы. Интегральцеллюлозы ная кривая гельфильтрации щелочного лигнина по сравнению с сульфированным сдвинута в область более низких молекулярных масс. Преобладание фракций со средней молекулярной массой свидетельствует о развитии деструкционно-полимеризационных процессов Предварительная инактивация лигнина березовой древесины перед бисульфитной, нейбисульфитной трально-сульфитной и сульфитной щелочной варкой осуществлялась путем обработки щепы буферными растворами с рН 1,8; 4,1; 7,2; 10,5 и водой при температуре 150 С. Дополнительно проводилась серия опытов включающая предварительное сульфирование обработку буферными растворами и последующие варки при рН 5, 7 и 13. Проведенные исследования показали, что в процессе инактивирующих обработок происходит частичное растворение лигнина и углеводов. Максимальный выход древесного остатка и минимальное количество растворившегося лигнина отмечены после обработки с рН 7,2 (рис. 8).

Выход, %, содержание Рис. 8. Изменения показателей состава древесных остатков после инактивирующих обработок В процессе обработки с рН 1,8 значительное развитие получают процессы разрыва фенилгликозидных лигнин-углеводных связей нестойких в кислой и щелочной среде и эфирных лигуглеводных связей, среде, нин-лигнинных связей. В то же время вероятно, имеет место конденсация лигнина с формировремя, ванием трехмерной сетки. При рН 4,1 все эти процессы получают гораздо меньшее развитие.

Предварительная обработка при температуре 150 С буферными растворами во всем исследованном диапазоне рН тормозит последующую бисульфитную варку ( 5). Минимальное инактивирующее действие наблюдается в случае предварительной обработки при рН 4,1. Торможение делигнификациии при рН 7 вызывает только обработка с рН 10,5. Инактивация при рН 1,8 и 4,1 способствует ускорению нейтрально-сульфитной варки (рН 7). Инактивирующие обработки практически не оказывают влияния на удаление лигнина при последующ сульфитной щелочной варке (рис. 9).

Выход, % Рис. 9. Изменение выхода древесного остатка и содержания в нем лигнина после варки в зависимости от рН инактивирующей обработки: 1 – после варки с рН 5; 2 – после варки с рН Проведение кислой обработки после щелочной инактивации и предварительная водная обработка при температуре 150 С вызывают ускорение делигнификации при рН 7, что, повидимому, связано с высвобождением реакционно-способных групп, сульфирующихся в нейтральной среде. Эффект торможения бисульфитной варки наблюдается только при продолжительности предварительной водной обработки при температуре 150 С свыше 4 ч.

Предварительное сульфирование способствует более интенсивному растворению компонентов древесины буферными растворами в диапазоне рН 1,8–7,2. Введение в березовый лигнин до 1 % серы не защищает его от последующей инактивации в кислой среде и является эффективным при обработке щелочным буферным раствором. Различное влияние инактивации на процесс варки при повышенных значениях рН связано, по-видимому, с различными механизмами сульфирования и растворения лигнина в условиях этих процессов, что подтверждается исследованиями методами ИК-спектроскопии и гельфильтрации.

Изучение влияния технологических факторов варочного процесса на растворение предварительно сульфированного лигнина показало, что количество растворившегося в процессе сульфирующей обработки лигнина не превышает 8 % от его общего содержания в древесине. Максимально достигнутая при принятых условиях обработки степень сульфирования составляет 1 %. Введение даже небольшого количества серы в березовый лигнин (степень сульфирования 0,4 %) ускоряет его растворение в водном растворе SO2. В то же время предварительное сульфирование (до 1 % серы в лигнине) оказывает несущественное влияние на его растворение в сульфитных варочных растворах с рН 5 и 7. Полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 24 (температура – Х1, продолжительность варки – Х2, степень предварительного сульфирования лигнина – Х3, рН варочного раствора - Х4) и типа 23 (варка несульфированной древесины) позволил получить следующие уравнения регрессии (в натуральном выражении), адекватно описывающие процесс растворения лигнина:

Анализ уравнений регрессии подтверждает несущественное влияние предварительного сульфирования березового лигнина при введении до 1 % серы в лигнин на его растворимость в сульфитных варочных растворах с рН 5 и 7. С повышением рН растворение сульфированного лигнина заметно замедляется. Существенную роль при варке играет, по-видимому, наличие бисульфит-ионов, концентрация которых при варке с рН 5 в 1,9 раза выше, чем при рН 7. Добавки ПАВ практически неэффективны. Вероятно, благодаря значительному количеству солей в варочных растворах с рН 5 и 7 процесс коллоидного растворения лигнина в существенной степени подавлен. Растворение лигнина в данном случае может рассматриваться как химический процесс. Ввиду невысокой концентрации водородных ионов при рН 7 можно предположить, что основным механизмом растворения лигнина в этом случае является сульфитолиз.

Растворение диоксанлигнина в сульфитных варочных растворах с рН 5 и 7 протекает в виде относительно низкомолекулярных продуктов. В случае бисульфитной варки с рН 5 наблюдается некоторое увеличение молекулярной массы лигносульфонатов при повышении продолжительности процесса. При нейтрально-сульфитной варке с рН 7 сдвиг интегральных кривых гельфильтрации в высокомолекулярную область при увеличении продолжительности варки до 8 ч практически не происходит. Повторная варка лигносульфонатов при рН 5,0 приводит к преобладанию процессов деструкции, при рН 7,0 изменения молекулярно-массного распределения полученных продуктов незначительны.

Таким образом, процессы сульфирования, инактивации и растворения сульфированного лигнина имеют место во всех исследованных варочных процессах. Однако механизм их различен. Наиболее четко все названные выше этапы прослеживаются при бисульфитной варке, наименее выражены они при сульфитной щелочной делигнификации. Схемы возможных превращений лигнина в условиях последней приведены на рис. 10. Наличие у лиственного лигнина сирингилпропановых единиц с заместителем - ОСН3 у пятого атома бензольного ядра уменьшает опасность инактивации.

Рис. 10. Схемы возможных превращений лигнина при сульфитной щелочной варке

HC OH HC

O O O OR OR

Сульфитный щелочной процесс представляет интерес как с точки зрения возможности использования низкокачественной древесины и отходов, так и ограничения воздействия на природную среду по сравнению с традиционными способами. Исследования основных факторов варочного процесса, обеспечивающих получение сепарируемой целлюлозы, показали, что березовая древесина может перерабатываться сульфитным щелочным способом без каких-либо затруднений. Выход небеленой целлюлозы составляет 49–51 % при степени делигнификации (СД) 20–28 ед. Каппа. Показатели механической прочности сульфитной щелочной целлюлозы находятся на уровне сульфатной. Оптимальным является соотношение Na2SO3 : NaOH в варочном растворе 30:70. Количественные зависимости растворения компонентов древесины от основных факторов варки установлены с использованием математических методов планирования эксперимента (план Бокса, m = 3 – план второго порядка). Варьировались температура (х1), продолжительность варки (х2), расход химикатов на варку (х3) (в кодированных переменных).

Уравнения регрессии имеют вид Выход: Y = 49,68 – 0,995х1 – 2,035х2 – 0,345х3 + 0,47х12 + 0,72х22 + 0,12х32;

СД: К = 21,34 – 4,585х1 – 13,545х2 – 1,735х3 + 1,33х1х2 + 2,26х12 + 6,91х22 + 0,66х32.

Приведенные данные свидетельствуют о существенной нелинейности процесса в исследованной области изменения факторов. Максимальное влияние на выход и степень делигнификации оказывает изменение расхода варочных реагентов, минимальное – изменение продолжительности варки. Приведение уравнений к канонической форме позволило предположить, что поверхность отклика – гиперболический параболоид с седловой точкой S (минимаксом). Математическая модель процесса позволяет найти множество условий варки для получения полуфабриката с заданной степенью делигнификации или прогнозировать свойства полуфабриката при различных условиях.

Рекомендуемый режим варки выбран из условия обеспечения хорошей белимости целлюлозы (при содержании в ней лигнина около 3,5 %) и высоких показателей механической прочности: конечная температура варки – 170 °С, расход химикатов – 17,8 % Na2O, продолжительность варки – 180 мин. Опыты отбелки полученной по рекомендуемому режиму целлюлозы показали, что отбеливается она без каких-либо затруднений. Варочный процесс может быть реализован в аппаратах непрерывного действия. Предложены некоторые конструктивные усовершенствования аппаратов для непрерывной варки целлюлозосодержащего материала (авторские свидетельства № 1416578, № 1164348, № 1139781, № 1430432).

Для установления количественной зависимости растворения углеводов от основных факторов сульфитной щелочной варки также использовался план Бокса (m = 3). Варьировались температура (х1), расход химикатов на варку (х2), продолжительность варки (х3) в более широком по сравнению с предыдущим вариантом интервале изменения факторов. Уравнения регрессии имеют следующий вид:

Выход, % – 0,855х1х2 + 0,76х1х2х3 – 0,11х2х Содержание лигнина, % Л = 11,26 – 5,29х1 – 5,36х2 – 0,86х3 + 2,14х12 + 1,59х22 – 1,91х Содержание общих поОП = 44,26 – 1,32х1 – 1,19х2 – 0,69х3 – 0,71х12 – 0,86х22 + 0,24х лисахаридов, % Содержание глюкозы, % от исходного Содержание ксилозы, % от исходного Содержание галактозы, % от исходного Представленные уравнения показывают, что наибольшее влияние на растворение углеводов (кроме ксилозы) оказывает температура, несколько меньшее – расход химикатов на варку. Величины коэффициентов при квадратичных членах свидетельствуют о значительной нелинейности зависимостей. Снижение выхода древесного остатка в интервале 100–75 % происходит в основном за счет удаления углеводов, а в интервале 75–45 % – за счет удаления лигнина. Наиболее быстро из древесного остатка удаляется ксилоза, затем галактоза. Глюкоза растворяется наименее интенсивно. Содержание ее мало изменяется при варьировании параметров варки и находится в пределах 71–76 % от исходного содержания. По-видимому, эта часть в основном представляет собой собственно клетчатку. Показатель избирательности изменяется в очень широких пределах. Характер изменения согласуется с литературными данными о разделении щелочных варочных процессов на этапы с преимущественным удалением углеводов на первом этапе. Увеличение температуры варки и расхода химикатов способствует сохранению углеводного комплекса, что, вероятно, обусловлено различными температурными коэффициентами растворения лигнина и углеводов и ускорением растворения лигнина за счет увеличения концентрации гидроксил-ионов. Полученные данные подтвердили сделанный ранее вывод о том, что по сульфитному щелочному способу целесообразно производство полуфабрикатов с содержанием лигнина 2–10 % и выходом 50–65 %. Получение полуцеллюлозы с выходом более 65 % связано с резким ухудшением избирательности варочного процесса.

Добавка к варочному раствору до 50 % черного щелока и содержание тиосульфата в варочном растворе до 3 % не оказывают существенного влияния на варку, что позволяет предположить возможность снижения нагрузки на систему регенерации.

Не менее важным, чем технико-экономические параметры, является вопрос оценки экологичности технологий при сравнении альтернатив. В ЦБП основными являются воздействия на атмосферный воздух (выбросы предприятия, вторичные воздействия), водные объекты (сбросы сточных вод), почву (складирование отходов, вторичные воздействия). При оценке экологичности технологий необходимо учитывать суммарную нагрузку на природную среду, включая качество и уникальность изымаемых ресурсов, и угрозу необеспеченности ресурсами.

Достаточно простой и информативный показатель должен отвечать принципам доступности информации, интегральности, достаточно высокой «чувствительности», структурирования видов техногенного воздействия на окружающую среду и приведения количественных характеристик воздействия к формализованным критериям. Исходя из вышесказанного предложен коэффициент оценки экологичности технологических процессов, учитывающий выбросы в атмосферу, сброс сточных вод и накопление отходов. В качестве оценочного показателя принята суммарная приведенная масса загрязняющих веществ Мi, отнесенная к рыночной стоимости 1 т готовой продукции С (млн руб.), с учетом распространенности используемого ресурса и требований к его качеству (Крес):

Приведенная масса загрязняющих веществ определяется по формулам:

- выбросы в атмосферу:

где Аj – коэффициент агрессивности j-го вещества, содержащегося в выбросах; Мj – масса выброса j-го вещества в расчете на 1 т готовой продукции, т.

где К1 – поправка на рассеивание j-го вещества в приземной атмосфере; К2 – поправка на вероятность накопления j-го вещества в природных компонентах; К3 – поправка на воздействие j-го вещества на различные реципиенты, помимо человека; m – коэффициент, учитывающий класс опасности вещества (приведения вредных веществ к третьему классу опасности);

- сбросы в водные объекты:

где Ак – коэффициент агрессивности к-го вещества, содержащегося в сбросах; Мк – масса сброса к-го вещества в расчете на 1 т готовой продукции, т.

- образование отходов:

где Fn – коэффициент, учитывающий класс опасности n-го вида отходов; Мn – масса n-го вида отходов в расчете на 1 т готовой продукции, т.

Коэффициент достаточно интегрален, учитывает агрессивность веществ, возможность накопления загрязняющих веществ в компонентах природной среды, действие на различные реципиенты, а также распространенность и качество используемого ресурса. Информационная база основана на использовании экологической статистической отчетности предприятий.

Сравнительный анализ традиционных сульфитного, сульфатного и нового сульфитного щелочного способов производства целлюлозы проводился по 19 ресурсно-экологическим и экономическим показателям. Выходные параметры оценивались на основании составленной структурно-блочной модели подсистемы «производство целлюлозы», в которой методом декомпозиции выделялись подсистемы более низкой иерархии, детализированные для каждого способа производства. По сульфитному и сульфатному способам обобщены разрозненные литературные данные по выбросам, сбросам, побочным продуктам и отходам. Данные о воздействии сульфитного щелочного способа на природную среду отсутствуют. В связи с этим предположительный качественный и количественный состав выбросов и сбросов устанавливался с использованием метода аналогий, технологических и термодинамических расчетов.

Результаты расчетов показали более высокую экологичность сульфитного щелочного способа производства по сравнению с сульфитным и сульфатным (Кэ.т.п составил соответственно 287, 369 и 1280 при условии отсутствия сульфидов в сточных водах сульфатного производства). Способ позволяет получать высококачественные полуфабрикаты, решать проблемы регенерации щелоков и частичного энергообеспечения процесса варки. Он менее, чем сульфитный, требователен к качеству сырья. Более высокую эффективность сульфитного щелочного способа также демонстрирует сравнительный анализ технологических процессов на основании функции потерь Тагучи, где в качестве модели выступают показатели по наилучшим доступным технологиям. Результатом оценки является степень несоответствия модели.

В качестве функциональных характеристик для сравниваемых методов делигнификации рассматривались выход полуфабриката, обобщенный показатель прочностных свойств, коэффициент экологичности технологий.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОТОВАРНОЙ ДРЕВЕСИНЫ И ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ

СЫРЬЯ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

При решении задачи комплексного использования лесных ресурсов большое значение имеет проблема переработки тонкомерной, фаутной древесины и отходов лесозаготовок, количество которых в Хабаровском крае весьма значительно. Использование фаутной древесины и щепы из целых деревьев рассматривалось в работах А. Г. Хорна, К. Ханта, Д. Р. Форберса, И. И. Ушакова, А. В. Бейгельмана, Т. К. Лысяк, М. Г. Мутовиной, А. Д. Железняковой, И. С. Ивановой, С. И. Соловьевой, Т. Г. Голиковой и др. Данные достаточно противоречивы, зависят от породы древесины, места ее произрастания, вида и стадии гнили. Облагораживание щепы при пневмотранспортировании не изучалось.

В соответствии с этим были выбраны определенные направления исследований (рис. 11).

НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

глубокой пе- частично пораженной реработки низкотоварной древесины и Изучение облагораживания Изучение сульфатной варки Возможны два способа переработки древесины, частично пораженной гнилью, в целлюлозно-бумажной промышленности:

перед варкой производить облагораживание древесины;

использовать для варки частично пораженную гнилью древесину без предварительного облагораживания, допуская определенный процент гнили в щепе.

В связи с тем, что пневмотранспортирование достаточно широко применяется при подаче технологической щепы на хранение и в производство, исследовано влияние основных факторов при транспортировании щепы из древесины березы желтой, частично пораженной гнилью 3-й стадии, использование которой в деревообрабатывающей промышленности затруднено из-за наличия ложного ядра и многовершинности. Показано, что устойчивая скорость движения частиц щепы из заболони и здорового ложного ядра составляет в среднем м/с, а щепы из гнили 3-й стадии – 20 м/с. Коэффициент отставания составляет 0,87–0,88.

Изучение закономерностей встречи частиц щепы с рабочей поверхностью при ударе провоностью дилось классическим однофакторным методом. В качестве переменных факторов были выбраны количество ударов n (3 и 5), скорость воздушного потока V (30 и 40 м/с), угол наклона ударной поверхности (щитка) относительно вертикальной оси трубопровода a (15, 30 и 45 ) и содержание гнили 3-й стадии Г (10, 20 и 30 %). Результаты эксперимента показали, что при минимальных условиях опытов (скорость воздушного потока 30 м/с, число ударов 3, угол наклона щитка 15) в меньшей степени измельчается здоровая щепа. При жестких условиях пневмотранспортирования (скорость воздушного потока 40 м/с, число ударов 5, угол наклона щитка 45 ) резко увеличивается измельчение щепы из здоровой древесины, а гниль 3-й стадревесины дии измельчается в меньшей степени (рис. 12). Использование перфорированной преграды несущественно увеличивает отпад гнили от щепы. Подтверждением того что пневмотранстого, портирование щепы с гнилью с последующим ударом о преграду может использоваться для ее облагораживания, служит рис 13, на котором приведены данные по отпаду щепы из здорис.

ровой древесины и композиций из здоровой древесины и гнили, полученные при одинаковых условиях проведения эксперимент В среднем при различных условиях опытов удаляется 10–25 % гнили из композиции.

Диагностические сульфатные варки показали, что при обработке щепы по минимальным условиям эксперимента во всех случаях наблюдается повышение выхода целлюлозы на 1,4–2,5 % за счет частичного облагораживания щепы и улучшения условий делигнификации.

При переходе к жестким условиям опыта выход целлюлозы несколько снижается Небольснижается.

шие колебания показателей механической прочности целлюлозы, незначительно выходящие за пределы их воспроизводимости доказывают, что существенного повреждения щепы и смятия торцов в процессе пневмотранспортирования не происходит. Наиболее предпочтительными для отделения гнили от щепы, с учетом проведения дальнейших сульфатных варок, являются скорость воздушного потока не более 30 м/с и минимальное число ударов. Таким образом, при наличии гнили в щепе, используемой для производства целлюлозы, целесообразно использовать пневмотранспорт, обеспечивающий некоторое облагораживание щепы.

Изучение возможности непосредственного использования древесины кедра, ели, лиственкедра ницы, березы белой и осины из лесосырьевой базы Хабаровского края, частично пораженной белой и пестрой гнилью, показало, что у всех пород изменяется химический состав гнилой дрегнилью показало весины: существенно увеличивается содержание веществ, экстрагируемых 1 %-ным раствором NaOH и этиловым спиртом, повышается содержание лигнина на 5,3–12,0 % снижается (кроме лиственницы) содержание целлюлозы (рис. 14). По результатам химического анализа можно предположить, что образцы повреждены гнилью 1-й стадии.

гнилой древесины откедр носительно здоровой Добавки исследованных образцов гнили в количестве 15–20 % не оказывают существенного влияния на выход и степень делигнификации а также показатели механической прочности сульфатной целлюлозы.

При варке 100 %-ной гнили всех хвойных пород наблюдается снижение выхода целлюлозы на 3–4 %. Показатели механической прочности остаются на достаточно высоком уровне. У целлюлозы из гнилой березовой древесины имеет место существенное снижение показателей механической прочности (ПМП), в то время как выход снижается незначительно Целлюлоза из гниПМП незначительно.

лой осиновой древесины имеет пониженный на 5,6 % выход, а ПМП находятся на уровне показателей целлюлозы из здоровой древесины что демонстрирует возможность использования гнидревесины, ли осины 1-й стадии для производства сульфатной целлюлозы. Повышение расхода активной щелочи на варку древесины березы и осины с содержанием гнили до 20 % нецелесообразно Понецелесообразно.

лученные данные были использованы при обосновании ТУ 13-0273439- технологической щепы в Японию и могут быть полезны при возобновлении производства сульфатной целлюлозы в Хабаровском крае.

Большой интерес представляет также возможность использования отходов лесозаготовок дальневосточных пород в производстве кормов и в качестве сырья для глубокой химической переработки. Наиболее рациональным способом варки такого сырья считается сульфатный.

Для эксперимента были выбраны наиболее распространенные в Хабаровском крае хвойные (лиственница, ель) и лиственные (береза) породы древесины. Варки проводились по следующим вариантам: 1) по режиму для балансовой щепы дальневосточных пород; 2) с увеличением времени варки до 80 мин; 3) с увеличением расхода щелочи на 5,5–8,0 %; 4) с увеличением 5) варка щепы из балансовой древесины Результаты эксперимента выявили следующие закодревесины. явили номерности: при варке лесосечных отходов еловой, лиственничной и березовой древесины имеет место снижение скорости делигнификации, что обусловливает необходимость увеличения продолжительности варки. Относительно большее замедление отмеч балансовой древесины при приблизительно одинаковой степени делигнификации для всех исследованных пород составляет 10, выше. Избирательность делигнификации ухудшается по сравнению с варкой балансовой древесины, особенно при варке лесосечных отходов из древесины березы (рис 15).

Рис. 15. Изменение избирательности варочного процесса при варке лесос По показателям качества целлюлоза из лесосечных отходов соответствует требованиям ГОСТ 11208–82: из ели – марке НС-1, из лиственницы – марке НС-2 (первый сорт), березы – НС-3 при варке по рекомендованным в работе режимам. Для получения из лесосечных отходов целлюлозы, удовлетворяющей требованиям стандарта, необходимо увеличение расхода активной щелочи на варку на 5, 5,5–8,0 % и продолжительности стоянки на конечной температуре на 30–35 мин. Сравнительный анализ сульфатной целлюлозы из импортируемой Японией щепы (акация (ЮАР), ольха (США), мангроб (Малайзия), юккари (ЮАР), юккари (Австралия), сосна (США), ель (Новая Зеландия), хемлок (США), пихта дугласова (США)) и дальневосточных пород (ель, кедр, лиственница, береза, осина) подтвердил конкурентоспособность щепы из отечественных пород и обоснованность требований, предложенных в ТУ на экспортную щепу.

Дальний Восток относится к районам с ограниченными возможностями для развития полевого кормопроизводства. Устранение дефицита легкоперевариваемых углеводов (сахаров) возможно за счет производства кормовой осахаренной древесноволокнистой массы (КОДВМ).

Ранее выполненные исследования по производству КОДВМ основаны на использовании щепы из балансовой древесины осины европейской части РФ. Автором проведены 4 серии опытов с породами древесины из лесосырьевой базы Хабаровского края:

Для получения КОДВМ использовалась лабораторная установка, включающая автоклав для пропарки щепы, автоклав-парообразователь и дисковую мельницу с шиповой гарнитурой.

Щепа обрабатывалась 3 %-ной серной кислотой с расходом 10 кг/т щепы, затем подвергалась термообработке водяным паром при температуре 160–180 °С и давлении 0,6 МПа в течение 3–6 мин, размалывалась в 2–3 ступени на дисковой мельнице и нейтрализовалась 5 %-ной аммиачной водой до рН не менее 4,0. В готовом продукте определялось по стандартным методикам содержание сухих веществ, сахаров в расчете на а. с. массу корма (по Бертрану), сырой золы, фосфора, кальция, клетчатки и лигнина. Проведенные исследования показали, что для производства КОДВМ с высоким содержанием сахаров могут быть использованы все исследованные дальневосточные породы. При одинаковой продолжительности пропитки щепы серной кислотой максимальное количество сахаров содержится в КОДВМ из осины, минимальное – из березы желтой. При увеличении продолжительности пропитки от 6 до 12 ч и пропарки от до 6 мин содержание сахаров в КОДВМ увеличивается в 1,6–1,7 раза. Присутствие коры, хвойных пород и хвойной зелени в сырье для производства КОДВМ не вызывает существенного снижения содержания сахаров в кормах (рис. 16). Однако из-за увеличения количества лигнина усвояемость кормов будет снижаться. Допустимое содержание соответствующих добавок в сырье и возможность присутствия березовой коры могут быть определены по результатам дополнительных экспериментов и опытного скармливания КОДВМ животным. В расчете на натуральный корм даже после длительного хранения в 72,5 % опытов содержание сахаров сохранялось выше требуемого (6 %). Проведены опытные выработки КОДВМ по предложенной технологии на Тунгусском ДОКе.

Содержание сахаров Рис. 16. Влияние добавок коры (а) и хвойных пород (б) на содержание сахаров в КОДВМ По результатам опытного скармливания КОДВМ молодняку крупного рогатого скота в совхозе «Дружба» Хабаровского края под наблюдением специалистов ДальНИИСХа была дана положительная зоотехническая оценка КОДВМ.

6. МОДЕЛЬ ОПТИМИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ

ДРЕВЕСНЫХ РЕСУРСОВ

Учитывая специфику древесных отходов как вторичного сырья, можно констатировать, что поставленной цели соответствует многоэтапная многопродуктовая задача размещения технологий на территории края с решением вопросов специализации и концентрации производств (рис. 17).

Предварительное ранжирование технологий производилось на основании экспертных оценок по качественным параметрам, разбитым на 4 группы (технические, экономические, экологические, социальные), и параметрам внутри групп с показателями значимости Vi и баллами Wij по n показателям соответственно. В итоге каждая технология характеризуется коэффициентом Для дальнейшей оценки на втором этапе выбирается множество технологий N* N, имеющих оценку 0,5 Q всего цикла переработки отходов: от источника образования до потребителя (рис. 18).

Возникает задача большой размерности, для упрощения которой выделяется система признаков, позволяющая произвести декомпозицию задачи, и строятся матрицы связности технологий и мест переработки древесного сырья. Номенклатура сырья в данной задаче различна, число анализируемых технологий переработки отходов и продуктов конечно и задано. В результате второй этап разбивается на 2 стадии, первой из которых является определение структуры и метода организации модельного участка в местах локализации отходов, что позволяет снижать издержки на вывоз отходов и решить проблему занятости населения. В качестве источников образования отходов рассматриваются технологические процессы лесозаготовок, лесопиления, деревообработки и глубокой химической переработки. Целевая функция – рентабельность основной деятельности при переработке отходов. При оценке себестоимости производства продукции из отходов учитывались природоохранные издержки. В процессе решения задачи первой стадии и нахождения переменных || xsµ || оставшиеся мощности источников Aоs привязываются на второй стадии к пунктам переработки специализированного характера и разрабатывается математическая модель размещения, специализации и концентрации переработки отходов в соответствии со схемой, приведенной на рис. 18.

где Хsµ – объемы переработки отходов s-го вида в пункте их образования µ по -й технологии, пл. м3; Хsµ – объемы поставок отходов s-го вида из пункта µ в -й пункт переработки по -й технологии, пл. м3; Хsµ – объемы поставок отходов s-го вида из пункта µ в -й пункт переработки по -й технологии, пл. м3; Х – объемы поставок продукции из пункта в -й пункт переработки по -й технологии, пл. м3; Хµ – объемы поставок продукции µ из источника образования отходов µ в -й пункт переработки по -й технологии, пл. м3; хµ – мощности переработки отходов в источнике их образования по -й технологии, пл. м3; х – мощности переработки отходов в -м пункте по -й технологии, пл. м3; х – мощности переработки отходов в -м пункте по -й технологии, пл. м3; µ – объемы производства продукции из отходов в пункте их образования µ по -й технологии, ед. прод.; – объемы производства продукции из отходов в пункте по -й технологии, ед. прод.

Перечисленные блоки расчетных параметров (от Х1 до Х9) получаются из положения, что спрос на изготавливаемую из отходов продукцию Q1 – QR неизвестен либо не определен. Заданы лишь потенциальные мощности по переработке (В) и глубокой переработке (D) отходов по выбранным технологиям ().

Общая модель задачи Целевая функция задачи – рентабельность основной деятельности при переработке отходов.

Z M N Z M N

Z R N Z M N

где fs – коэффициент выхода продукции по -й технологии из s-го вида сырья; C s – удельные приведенные затраты на производство продукции из s-го сырья по-й технологии в местах образования отходов, включая экологические (природоохранные) издержки, руб./ед.

прод.; Сsµ, Сs – удельные приведенные затраты на сырье, транспортировку отходов из источников их образования µ и производство продукции из них в пунктах и соответственно, руб./ед. прод.; С Сµ – удельные приведенные затраты на производство продукции в пунктах глубокой переработки с использованием продукции, произведенной в местах образования отходов, и пункте соответственно, руб./ед. прод.; Р – цена продукции, полученной по -й технологии, в источнике образования отходов, пунктах и соответственно, руб./ед. прод.

Z M N Z N N Z N

Условие неотрицательности:

где Asµ – потенциальные объемы отходов s-го вида в источниках образования, пл. м3; B – потенциальные мощности переработки отходов в пунктах по -й технологии, пл. м3;

D – мощности глубокой переработки отходов s-го вида или продукции () (µ) в -м пункте по -й технологии, пл. м3.

Дополнительно вводятся ограничения на минимальный уровень рентабельности по пунктам образования отходов и переработки.

Реализация модели позволяет оценить объемы отходов по видам s в каждом источнике образования µ и произвести привязку этих объемов к местам переработки по -й технологии. Модель учитывает, кроме экономического, социальный и экологический эффекты при ранжировании технологий и может быть адаптирована к различным условиям организации лесозаготовительных и перерабатывающих производств.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании анализа ресурсно-экологических проблем лесопромышленного комплекса показано, что наиболее актуальной для Хабаровского края является проблема накопления древесных отходов, прогнозный объем которых составляет 3,4 млн м3/год. Разработанные программные комплексы «Отходы» и «База данных по возможным направлениям использования вторичных древесных ресурсов» в значительной мере упрощают оценку объемов образования низкотоварной древесины и отходов и выбор целесообразных направлений их переработки. Наиболее перспективным направлением повышения полноты использования древесного сырья является глубокая химическая переработка древесины.

2. Дополнены представления о химизме и кинетике сульфитных варочных процессов при рН 5 и 7. Показано, что значимость процесса сульфирования убывает с повышением рН.

Предварительная инактивация буферными растворами в диапазоне рН 1,8–10,5 тормозит только последующую бисульфитную (рН 5) варку. Обработки буферными растворами с рН 1,8 и 4,1 ускоряют последующую делигнификацию при рН 7. Растворение лигнина в процессе сульфитной делигнификации при рН 5 и 7 адекватно описывается полученными в результате реализации полного факторного эксперимента уравнениями регрессии.

3. При изучении химизма сульфитной щелочной делигнификации установлено, что в щелоке соотношение щелочного и сульфированного лигнина составляет 33:1–43:1. Обработка буферными растворами в диапазоне рН 1,8–10,5 практически не оказывает влияния на последующую варку.

4. Параметры скорости процесса свидетельствуют о протекании делигнификации при рН 5–13 в области, близкой к кинетической. Порядок реакции увеличивается с увеличением рН варочного раствора и составляет при рН 5 – 1,5, рН 7 – 1,8, рН 13 – 2,0. Максимальной энергией активации, а следовательно, и температурной зависимостью характеризуется варка при рН 7, минимальной – при рН 13 (114,9 кДж/моль).

5. Исследование сульфитного щелочного варочного процесса показало, что оптимальным для него является соотношение Na2SO3 : NaOH =30:70. Предложенная математическая модель процесса позволяет найти множество условий варки для получения полуфабриката с заданной степенью делигнификации или прогнозировать свойства полуфабриката при различных условиях. Разработанный режим варки обеспечивает получение белимой целлюлозы, по выходу и показателям механической прочности не уступающей сульфатной.

6. Предложенный коэффициент экологичности технологических процессов, учитывающий воздействие на атмосферный воздух и водные объекты, образование отходов, а также распространенность и качество используемого ресурса, позволил обосновать более высокую экологичность исследованного сульфитного щелочного способа производства целлюлозы по сравнению с традиционными сульфатным и сульфитным.

7. Показана возможность облагораживания щепы с гнилью в процессе пневмотранспортирования с отделением до 20–25 % гнили третьей стадии при использовании щепы из древесины березы желтой.

8. Установлено, что содержание в щепе дальневосточных пород древесины белой и пестрой гнили первой стадии до 15–20 % не оказывает существенного влияния на выход, степень делигнификации и показатели механической прочности сульфатной целлюлозы.

9. Разработанные режимы производства сульфатной целлюлозы из отходов лесозаготовок позволяют получить целлюлозу, соответствующую требованиям стандарта, но с пониженным на 10–11 % выходом, при условии повышения расхода химикатов на варку на 5,5–8,0 % и продолжительности варки на 30–35 мин.

10. Показано, что древесина и отходы осины, березы белой и березы желтой могут быть использованы в производстве кормовой осахаренной древесноволокнистой массы с высоким содержанием сахаров. Это позволяет расширить кормовую базу животноводства в условиях рискованного земледелия.

11. Предложена модель оптимизации использования вторичных древесных ресурсов в лесопромышленных центрах Хабаровского края, которая позволяет решать задачу размещения технологий со специализацией и концентрацией переработки низкотоварной древесины и отходов с получением полезной продукции.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

Монография 1. Майорова Л. П. Рациональное использование древесного сырья как эколого-экономическая основа функционирования лесопромышленного комплекса (на примере Хабаровского края) / Л. П. Майорова. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2009. – 230 с.

Статьи, опубликованные в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России 1. Майорова Л. П. О некоторых особенностях химизма сульфитной щелочной варки березовой древесины / Л. П. Майорова // ИВУЗ. Лесной журнал. – 2007.– № 5. – С. 94–101.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ВЕТРОВА АННА АНДРИЯНОВНА БИОДЕГРАДАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ ПЛАЗМИДОСОДЕРЖАЩИМИ МИКРООРГАНИЗМАМИДЕСТРУКТОРАМИ 03.01.06 - Биотехнология (в том числе бионанотехнологии) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва - 2010 Работа выполнена в Пущинском государственном университете на базе лаборатории биологии плазмид Учреждения Российской академии наук...»

«Санжаков Максим Александрович НАНОСИСТЕМА ТРАНСПОРТА НА ОСНОВЕ ФОСФОЛИПИДОВ И ЖИРНЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЁЗНЫХ ПРЕПАРАТОВ ГРУППЫ РИФАМИЦИНОВ 03.01.04 БИОХИМИЯ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении “Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н.Ореховича” Российской академии медицинских наук (ФГБУ “ИБМХ” РАМН) доктор...»

«ГЕРУС Дина Евгеньевна МОДЕЛИРОВАНИЕ И РЕГИСТРАЦИЯ ИНТРОГРЕССИВНЫХ ПРОЦЕССОВ МЕЖДУ НЕКОТОРЫМИ ВИДАМИ РОДА ELYMUS (POACEAE) 03.00.05 —“Ботаника” 03.00.15 —“Генетика” АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Новосибирск — 2008 Работа выполнена в Центральном сибирском ботаническом саду Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск. Научный руководитель — доктор биологических наук, с.н.с. Агафонов Александр Викторович. Официальные оппоненты :...»

«ЕГОРОВА НАТАЛЬЯ ИВАНОВНА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ АГРОФИТОЦЕНОЗА ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ 03.02.08 – экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Омск - 2014 Работа выполнена в Омском государственном педагогическом университете на кафедре экологии и природопользования и в Сибирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (СибНИИСХ) СО РАСХН Научный Юшкевич Леонид Витальевич,...»

«ЕЛЬКИНА Н ад е жд а Александровна СОС ТА В И ДИНАМ ИКА ПЫ ЛЬЦ ЕВО ГО СПЕКТРА В О З Д У ШН О Й СРЕДЫ г. П Е ТРО ЗА ВОДСК А 03.00.16 – Экология Автореферат на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт-Петербург – 2008 1 Работа выполнена в Петрозаводском государственном университете Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Марковская Евгения Федоровна Официальные оппоненты : доктор биологических наук, профессор Яковлев Геннадий Павлович...»

«Митренина Елизавета Юрьевна ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМ ТРОФОЦИТОВ ЯИЧНИКОВ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ПОДГРУППЫ melanogaster РОДА Drosophila 03.00.15 – генетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Томск – 2006 Работа выполнена в НИИ биологии и биофизики при Томском государственном университете Научный руководитель : доктор биологических наук, профессор Стегний Владимир Николаевич Официальные оппоненты : доктор...»

«Прокашко Ингрид Юрьевна ИНДИВИДУАЛЬНОГОДИЧНАЯ ДИНАМИКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ У ЛИЦ ЖЕНСКОГО ПОЛА 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Томск – 2005 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Минздрава России Научный руководитель : доктор медицинских наук, профессор Чичиленко Маргарита Валентиновна Официальные оппоненты : доктор медицинских наук, профессор Низкодубова Светлана...»

«Кармазина Елена Владимировна ЭКОЛОГО-ЦЕНОТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИТИКА МОХООБРАЗНЫХ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА РУССКИЙ СЕВЕР (ВОЛОГОДСКАЯ ОБЛАСТЬ) Специальность: 03.02.01 – ботаника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре геоботаники Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова доктор...»

«ЧУДИНОВА Екатерина Сергеевна Гемоглобин как индикатор реакционной способности доноров NO и редуктаза в модельных NO-генерирующих системах in vitro 03.00.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва 2007 Работа выполнена в лаборатории химической физики ферментов отдела кинетики химических и биологических процессов Института проблем химической физики РАН, г.Черноголовка, Московская обл. Научный руководитель : доктор...»

«МУРЗАГУЛОВ ГРИГОРИЙ СЕРГЕЕВИЧ БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО ИММУНИТЕТА ПРИ ОДИНОЧНОМ И ГРУППОВОМ СОДЕРЖАНИИ NAUPHOETA CINEREA (Oliv.) 03.01.04 – биохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Уфа 2013 Работа выполнена в лаборатории биохимии адаптивности насекомых Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук Научный руководитель...»

«Леонов Николай Викторович МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУЧНЫХ КЛЕТОК РАЗЛИЧНЫХ КОМПАРТМЕНТОВ ПОТОМСТВА САМОК КРЫС С ХРОНИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ ПЕЧЕНИ 03.00.13 – Физиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Челябинск-2008 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Челябинский государственный университет доктор медицинских наук, профессор Научный руководитель Брюхин Геннадий Васильевич Официальные оппоненты : доктор биологических наук,...»

«Цаплина Людмила Александровна КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦИКЛООКСИГЕНАЗНОЙ И ПЕРОКСИДАЗНОЙ РЕАКЦИЙ, КАТАЛИЗИРУЕМЫХ ПРОСТАГЛАНДИН-Н-СИНТАЗОЙ Специальность 03.00.02. - Биофизика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук Москва – 2007 Работа выполнена на биологическом факультете и факультете биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор химических наук, профессор...»

«Рамазанов Магомед Валединович СРАВНИТЕЛЬНОЕ БИОХИМИЧЕСКОЕ И ИММУНОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТКАНЕВЫХ И СЫВОРОТОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ БЕЛКОВ 03.01.04 - биохимия Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Казань 2012 Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Астраханская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития (ГБОУ ВПО АГМА...»

«Молодых Евгения Сергеевна Влияние профиля латеральной организации мозга на успешность адаптации к образовательному процессу лиц подросткового и юношеского возраста 03.00.13 - физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Томск - 2005 Работа выполнена на базе Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Алтайский государственный университет Министерства образования и науки РФ ” Научный...»

«ЧЕРВЯКОВА ДАРЬЯ БОРИСОВНА ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ХИМЕРНЫХ БЕЛКОВ RecAX21 И RecAX53 (Pseudomonas aeruginosa/Escherichia coli), ОБЛАДАЮЩИХ ПОВЫШЕННОЙ РЕКОМБИНОГЕННОСТЬЮ 03.00.03 молекулярная биология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Санкт-Петербург Работа выполнена в Отделении молекулярной и радиационной биофизики Учреждения Российской академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова РАН. Научные...»

«ШИРИНКИНА Наталья Васильевна ФАКТОРЫ ЕСТЕСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ, ПОКАЗАТЕЛИ ИММУННОГО ОТВЕТА И ТАКТИКА ИММУНОКОРРЕКЦИИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ХЛАМИДИИНОИ ИНФЕКЦИИ 14.00.36 Аллергология и иммунология 03.00.07 Микробиология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Пермь - 2003 Работа выполнена в научно-производственной лаборатории хламидийных препаратов ФГУП Пермское НПО Биомед доктор медицинских наук Тимашева О.А. Научный руководитель :...»

«Неизвестная Наталья Геннадьевна ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗИСА МЕТОДАМИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ЯМР 03.02.08 – экология (биологические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре системной экологии и в Центре ПРИМА ЦКП (НОЦ) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«Бидерман Белла Вениаминовна Экспрессия гена липопротеинлипазы в мононуклеарах периферической крови при В-клеточном хроническом лимфолейкозе 03.00.04 – биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва-2008 1 Работа выполнена в Государственном учреждении Гематологический научный центр Российской Академии медицинских наук Научный руководитель : кандидат...»

«ИВАНОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ МОРФОЛОГИЯ РИСУНКА ЭЛИТР ЖЕСТКОКРЫЛЫХ, НА ПРИМЕРЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА APHODIUS ILL. (COLEOPTERA: SCARABAEIDAE: APHODIINI) ФАУНЫ РОССИИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ 03.00.08 – зоология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Томск – 2006 Работа выполнена на кафедре зоологии Уральского государственного университета им. А.М. Горького Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Новоженов Ю.И....»

«Чирков Сергей Николаевич Иммунохимическая и молекулярная диагностика вирусных инфекций растений 03.00.06 – Вирусология 03.00.23 – Биотехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре вирусологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоноcова и в лаборатории вирусологии Института микробиологии имени С.Н.Виноградского РАН. Научный консультант : доктор...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.