WWW.DISS.SELUK.RU

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

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«П. В. Мусихин НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования «СанктПетербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ

П. В. Мусихин

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов специальности 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание

СЫКТЫВКАР

СЛИ УДК 502.3/ ББК 28. М Утверждено к изданию редакционно-издательским советом Сыктывкарского лесного института Ответственный редактор:

О. А. Конык, кандидат технических наук, доцент Мусихин, П. В.

М11 НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПРИРОДНЫХ

РЕСУРСОВ [Электронный ресурс] : учебное пособие : самост. учеб.

электрон. изд. / П. В. Мусихин ; Сыкт. лесн. ин-т. – Электрон. дан. – Сыктывкар : СЛИ, 2013. – Режим доступа: http://lib.sfi.komi.com. – Загл. с экрана.

В учебном пособии представлены основные понятия и категории экологической химии природных ресурсов. Рассмотрена классификация природных ресурсов, технологические процессы их переработки, места образования твердых отходов, сточных вод и газовых выбросов. Излагаются методы сокращения воздействия предприятий на объекты окружающей среды путем внедрения высокотехнологичных процессов.

УДК 502.3/ ББК 28. Самостоятельное учебное электронное издание Мусихин Петр Васильевич, старший преподаватель

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Электронный формат – pdf. Объем 8,0 уч.-изд. л.

Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова» (СЛИ), 167982, г. Сыктывкар, ул. Ленина, 39, institut@sfi.komi.com, www.sli.komi.com Редакционно-издательский отдел СЛИ. Заказ № © СЛИ, © Мусихин П. В.,

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛЕСОЗАГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ

1.1. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВКИ

1.2. РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСОЗАГОТОВКИ

1.3. ВАЛКА И ПОДГОТОВКА К ТРЕЛЕВКЕ

1.4. ТРЕЛЕВКА

1.5. РАСКРЯЖЕВКА И ПОГРУЗКА

ГЛАВА 2. ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ ИЗ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННОГО

ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

2.1. СОРТИРОВКА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

2.2. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

2.3. ТРАНСПОРТИРОВКА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

2.4. АНТИСЕПТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА БРЕВЕН

2.5. ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ, НАЗНАЧЕНИЕ

И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ

2.6. ОПЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДСП............. 2.7. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ

2.8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО КЛЕЯ

И СМЕШЕНИЕ ЕГО СО СТРУЖКОЙ

2.9. ОБРАЗОВАНИЕ КОВРА ПЛИТЫ, ПРЕССОВАНИЕ И ОБРЕЗКА

2.10. СТРУКТУРА И ПРОИЗВОДСТВО ФАНЕРЫ

2.11. ПРИМЕНЕНИЕ ФАНЕРЫ

2.12. ПРОИЗВОДСТВО ФАНЕРЫ

2.13. СОРТА ФАНЕРЫ

2.14. ТИПЫ ФАНЕРЫ

ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВО ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

ИЗ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

3.1. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДРЕВЕСИНЫ

3.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

ДРЕВЕСИНЫ

3.3. ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ДРЕВЕСИНЫ,

ИМЕЮЩИЕ ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ

3.4. ПРОИЗВОДСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ

3.5. ПРОИЗВОДСТВО ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

3.6. ВЫПАРИВАНИЕ ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА

3.7. СЖИГАНИЕ ЧЕРНОГО ЩЕЛОКА

3.8. НЕПРЕРЫВНАЯ СИСТЕМА КАУСТИЗАЦИИ

3.9. ОТБЕЛКА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

3.9.1. Кислородно-щелочная отбелка

3.9.2. Отбелка целлюлозы пероксидом водорода

3.9.3. Показатели качества технических целлюлоз

3.10. ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

3.10.1. Размол щепы

3.10.2. Гарнитура мельниц

ГЛАВА 4. ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ РАЗЛИЧНЫХ

ВИДОВ БУМАГИ И КАРТОНА

4.1. РАЗМОЛ, НАПОЛНЕНИЕ, ПРОКЛЕЙКА И ПОДЦВЕТКА БУМАЖНОЙ МАССЫ

4.2. РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.3. ПРОКЛЕЙКА БУМАГИ

4.4. НАПОЛНЕНИЕ БУМАГИ

4.5. КРАШЕНИЕ БУМАГИ

4.6. СЕТОЧНАЯ ЧАСТЬ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

4.7. НАПУСКНЫЕ УСТРОЙСТВА

4.8. НАПОРНЫЕ ЯЩИКИ

4.9. ГРУДНОЙ ВАЛ

4.10. РЕГИСТРОВЫЕ ВАЛИКИ

4.11. ГИДРОПЛАНКИ

4.12. ОТСАСЫВАЮЩИЕ ЯЩИКИ

4.13. СЕТОЧНЫЙ СТОЛ

4.14. ВЕДУЩИЙ ВАЛ

4.15. СЕТКОВЕДУЩИЕ ВАЛИКИ

4.16. СЕТКА

4.17. ПРЕССОВАЯ ЧАСТЬ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

4.18. СУШИЛЬНАЯ ЧАСТЬ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

4.19. ФАКТОРЫ ПРОЦЕССА СУШКИ

4.20. ВЕНТИЛЯЦИЯ ЗАЛА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН

ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВО НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ – ПРОВЯЗЫВАНИЕ, ИГЛОПРОКАЛЫВАНИЕ, СВОЙЛАЧИВАНИЕ

ГЛАВА 6. ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

6.1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О НЕФТИ

6.2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НЕФТИ

6.3. ДОБЫЧА НЕФТИ И ГАЗА

6.4. СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

6.5. НА СКОЛЬКО ХВАТИТ НЕФТИ?

6.6. МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ

6.7. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ

6.8. ОСНОВНЫЕ МУН

6.9. ПАРОТЕПЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ

6.10. ВНУТРИПЛАСТОВОЕ ГОРЕНИЕ

6.11. ПАРОЦИКЛИЧЕСКИЕ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН

6.12. ГАЗОВЫЕ МУН

6.13. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ ДВУОКИСЬЮ УГЛЕРОДА

6.14. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ АЗОТОМ, ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ

6.15. ХИМИЧЕСКИЕ МУН

6.16. ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ РАСТВОРАМИ ПОЛИМЕРОВ

6.17. ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ ЩЕЛОЧНЫМИ РАСТВОРАМИ

6.18. ВЫТЕСНЕНИЕ НЕФТИ КОМПОЗИЦИЯМИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ (В ТОМ

ЧИСЛЕ МИЦЕЛЛЯРНЫМИ РАСТВОРАМИ)

6.19. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

6.20. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ МУН

6.21. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

6.22. БАРЬЕРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ НА ГАЗОНЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖАХ

6.23. НЕСТАЦИОНАРНОЕ (ЦИКЛИЧЕСКОЕ) ЗАВОДНЕНИЕ

6.24. ФОРСИРОВАННЫЙ ОТБОР ЖИДКОСТИ

6.25. МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН

6.26. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ СКВАЖИНЫ

6.27. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ

6.28. ВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПЛАСТ

6.29. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МУН В МИРЕ

ГЛАВА 7. ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

7.1. УСТРОЙСТВО ТЭЦ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ

ГОРЯЧЕЙ СЕТЕВОЙ ВОДЫ НА ТЭЦ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Окружающая человека природная среда составляет основу всей жизнедеятельности человека. Впервые В. И. Вернадский поставил вопрос о воздействии человеческого общества на окружающую среду и доказал, что по мощности воздействия на биосферу оно сопоставимо с геологическими процессами. Потребовалось немало времени, чтобы преодолеть технократический образ мышления, который и приблизил человечество к экологическому кризису. Для снижения его воздействия необходимо перейти к новым приоритетам – экологизации экономики. Грядущий век, по всем признакам, должен стать веком экологии.

Учебная дисциплина «Научные основы экологической химии природных ресурсов» является факультативной в учебном плане при подготовке инженеров-экологов по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».

В процессе изучения дисциплины студентам предлагается ознакомиться с основными источниками природных ресурсов, как возобновляемых, так и исчерпаемых, и способах их рационального использования. Рассматриваются вопросы технологии переработки сырья. Как и любая техносферная деятельность является потенциально опасной, поэтому в пособии сделана попытка охарактеризовать технологические процессы с точки зрения экологической химии, места образования источников загрязнений: твердых отходов, газовых выбросов и сточных вод. Снижение влияния негативного воздействия на окружающую среду, путем внедрения современных технологий в области глубокой переработки древесины, производстве нетканых материалов, добычи нефти и газа, получения тепловой и электрической энергии. Освещены высокотехнологичные процессы позволяющие снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, значительно снизить удельные нормы расхода древесины на производство тонны бумаги.

В учебном пособии приводится список основной и дополнительной литературы, которая может дать дополнительные знания по предлагаемой дисциплине. В конце глав приводятся контрольные вопросы. 

ГЛАВА 1. ЛЕСОЗАГОТОВКА ДРЕВЕСИНЫ

Основным сырьем для деревоперерабатывающей, целлюлозно-бумажной отраслей промышленности является древесина различных пород: ель, пихта, сосна, береза, осина, эвкалипт.

Заготовка леса представляет собой подготовку бревен в лесу или на лесопосадках в соответствии с требованиями заказчика и доставку ему таких бревен. Заготовка лесоматериалов включает валку деревьев, обрубку сучьев, трелевку и транспортировку на большие расстояния до заказчика или деревообрабатывающего предприятия.

1.1. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ЛЕСОЗАГОТОВКИ

При лесозаготовках используется много различных методов, все они включают в себя аналогичную последовательность операций: валка деревьев:

отделение дерева от пенька и валка дерева на землю; срезание верхушки дерева и обрубка сучьев; окорка: удаление коры со ствола дерева. Эта операция часто осуществляется на деревообрабатывающем предприятии, а не в лесу.

Трелевка – перемещение стволов или бревен от их пеньков к месту поблизости от лесной дороги, где они сортируются, укладываются в штабели и временно хранятся до дальнейшей транспортировки.

Раскряжевка – поперечная распиловка ствола на отрезки, обусловленные планируемым использованием бревна.

Обмер – определение количества полученных бревен путем измерения объема или взвешивания.

Сортировка – бревна обычно бывают разных размеров и качества, поэтому они классифицируются по сортиментам в соответствии с их потенциальным использованием в качестве балансов, пиловочника и т. д., их укладка в штабели осуществляется до тех пор, пока не будет сформирован штабель для загрузки грузовика с помощью автопогрузчика.

Погрузка – перемещение бревен на транспортное средство и закрепление их на нем.

Эти операции не обязательно выполняются в указанном порядке. В зависимости от типа леса, ассортимента продукции и имеющейся технологии может оказаться более целесообразным осуществлять какую-либо операцию раньше (ближе к пеньку) или позже (на лесопогрузочном пункте или даже деревообрабатывающем предприятии). Общая классификация методов лесозаготовки базируется на проведении различия между технологией заготовки:

- технология с заготовкой деревьев, когда деревья трелюются к дороге, лесопогрузочному пункту или деревообрабатывающему предприятию со всей кроной (верхушкой);

- технологией с заготовкой сортиментов, когда обрезание верхушки, отделение веток и раскряжевка осуществляются в непосредственной близости от пенька (бревна обычно не длиннее 4–6 метров);

- технологией с заготовкой хлыстов, когда верхушки и ветки деревьев отрезаются до трелевки.

В основе наиболее распространенных методов заготовки деловой древесины лежит заготовка хлыстов. Системы заготовки сортиментов применяются в Северной Европе, являясь также обычным делом при заготовке тонкомерных лесоматериалов и дров во многих других частях света. Их доля, по-видимому, будет увеличиваться. Системы заготовки деревьев с кроной менее популярны при заготовке деловой древесины, они используются только в ограниченном количестве стран (Канаде, Российской Федерации и США), в которых на долю этих систем приходится менее 10 % объема заготовленных лесоматериалов.

При осуществлении лесозаготовок в лесу целесообразно выделить три участка работы:

- участок валки леса;

- участок леса между участком валки и лесной дорогой;

- лесопогрузочный участок.

Этап жизненного цикла леса, в течение которого осуществляются лесозаготовки, и схема заготовки лесоматериалов оказывают влияние, как на технический процесс, так и на связанные с ним опасности.

Заготовки лесоматериалов осуществляются либо как прореживание, либо как окончательная рубка леса. Прореживание представляет собой удаление некоторых, обычно нежелательных деревьев от молодых лесонасаждений с целью улучшения процесса их роста и качества остающихся деревьев. Прореживание бывает выборочным (удаляются отдельные деревья без образования больших вырубленных пространств).

Пространственная схема вырубки аналогична схеме, используемой при выборочной окончательной рубке. В последнем случае вырубаемые деревья являются зрелыми и большими. Но даже в этом случае удаляются только некоторые деревья и остается значительная часть лесного покрова. В обоих случаях ориентирование на рабочей площадке затруднено вследствие того, что остающиеся деревья и растительность блокируют видимость. Иногда возникают трудности с валкой деревьев, потому что их кроны захватываются кронами остающихся деревьев. Существует большой риск падения лесосечных отходов с крон деревьев. Обе ситуации трудно механизировать. Поэтому для безопасного проведения прореживания и выборочной рубки требуются более тщательное планирование и мастерство.

Альтернативой выборочной рубке является "сплошная рубка", когда с делянки удаляются все деревья. Сплошные рубки могут быть небольшими от 1 до 5 гектаров, или очень большими, охватывая несколько квадратных километров.

Большие сплошные вырубки резко критикуются во многих странах из научных соображений и соображений, связанных с охраной окружающей среды. Какова бы ни была схема вырубки, лесозаготовки в старых и естественных лесах обычно влекут за собой больший риск, чем лесозаготовки среди молодых лесонасаждений или в посаженном лесу, потому что деревья там более крупные по размеру и при падении обладают огромной инерцией. Их ветви могут переплетаться с кронами других деревьев и при падении они могут обламывать ветки других деревьев. Многие деревья являются сухими или гниют изнутри, что выясняется только в процессе рубки. Поведение таких деревьев при рубке непредсказуемое. Сгнившие деревья могут разламываться и падать в неожиданных направлениях. В отличие от зеленых деревьев сухостойные деревья падают быстро.

1.2. РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСОЗАГОТОВКИ

Во второй половине двадцатого века развитие технологии заготовки лесоматериалов шло быстрыми темпами. Стремительно повышалась производительность этого процесса. Сегодня используются различные методы заготовки лесоматериалов. Выбор метода обычно зависит от требований заказчика на бревна, от условий местности и характера леса, от природоохранного законодательства и от уровня связанных с методом затрат. Некоторые методы также имеют ограничения технического характера и могут использоваться только с деревьями от небольшого до среднего размера, а также на местностях с уклонами, не превышающими 15–20 градусов. Производительность системы заготовки лесоматериалов и затраты на ее использование варьируют в широком диапазоне в зависимости от того, насколько хорошо данная система подходит к условиям делянки, от квалификации рабочих и от того, насколько хорошо организована эта работа. Например, имеет большой экономический и социальный смысл использовать ручные инструменты и трелевку в странах с большой безработицей, низкой стоимостью рабочей силы и высокими затратами на основной каптал или на работах с небольшим объемом. Полностью механизированные методы могут дать очень высокую дневную выработку, но они влекут за собой большие капитальные затраты. При благоприятных условиях современные лесозаготовительные машины могут заготовить свыше 200 куб. м бревен в течение 8-часового рабочего дня. Моторист цепной пилы вряд ли произведет более 10 % от этого количества. Лесозаготовительная машина или большая подвесная канатная трелевочная машина стоят порядка 500 тыс. долл. США, тогда как цепная пила – одну или две тысячи долларов, а ручная поперечная пила хорошего качества – 200 долл.

Этот этап включает валку деревьев и удаление их кроны и ветвей. Он также может включать окорку, раскряжевку и обмер древесины. Это один из самых опасных видов деятельности. При валке деревьев, обрезании ветвей, а также их раскряжевке на бревна используются ручные инструменты, цепные пилы и машины. Ручные инструменты включают режущие инструменты, такие как топоры, колуны, кривой нож для рубки кустарника и нож с широким лезвием и короткой ручкой для расчистки кустарника, а также ручные пилы, такие как раскряжевочная пила и лучковая пила. В большинстве стран широко используются цепные пилы. Несмотря на большие усилия, предпринятые регулирующими органами и производителями с целью улучшения цепных пил и определенный прогресс, достигнутый в этом направлении, цепные пилы продолжают оставаться наиболее опасным инструментом в лесном хозяйстве по причине возникновения большинства серьезных происшествий и проблем со здоровьем.

Контролирование направления валки является важным с точки зрения защиты самого срубленного дерева и находящихся рядом с ним деревьев, которые будут продолжать расти, а также защиты рабочих и облегчения трелевки.

При ручной валке деревьев этот контроль достигается с помощью определенной последовательности и конфигурации резов. После определения направления валки и расчистки основания дерева, а также путей отхода от дерева, начинается валка. Валка начинается с подпила, который должен охватывать от 1/ до 1/4 диаметра дерева. Раскрытие подпила должно составлять угол примерно 45°. Косая прорезь делается до горизонтальной прорези, которая должна встретиться с косой прорезью на прямой линии, находящейся под углом 90° к направлению валки дерева. Если пни имеют тенденцию отрывать щепу от сваливаемого дерева, как часто бывает с более мягкими породами деревьев, подпил должен оканчиваться небольшими боковыми прорезями на обеих сторонах шарнира. Задняя прорезь также должна быть горизонтальной. Ее делают на 2,5– 5 см выше, чем основание подпила. Если диаметр дерева меньше, чем шина цепной пилы, задний подпил может быть сделан с помощью одного движения.

В остальных случаях пила должна совершить несколько движений. Этот стандартный метод используется для деревьев, у которых диаметр комля более 15 см. Он модифицируется, если деревья имеют крону с одной стороны, наклоняются в одном направлении или имеют диаметр, который более чем в два раза превышает длину полотна пилы.

Используя стандартные методы, квалифицированные рабочие могут свалить дерево с высокой степенью точности. Деревья, которые имеют симметричную крону или немного наклонены в направлении, отличающимся от предполагаемого направления падения дерева, вообще могут не упасть или упасть под углом к предполагаемому направлению падения. В таких случаях необходимо использовать такие инструменты, как валочный рычаг для небольших деревьев или кувалды и клинья для больших деревьев с целью смещения центра тяжести дерева в желательном направлении. Топоры могут быть подходящим инструментом для валки и раскряжевки очень маленьких деревьев. При использовании ручных пил процесс лесозаготовки замедляется. При использовании цепной пилы процесс пиления происходит быстро, но шум работающей пилы заглушает звук разрываемого волокна перед падением дерева. Если дерево зависает, возникает чрезвычайно опасная ситуация, поэтому для безопасного и эффективного опускания зависшего дерева на землю используются поворотные крючья и рычаги для небольших деревьев, а так же установленные на тягаче или ручные лебедки для деревьев более крупного размера.

Опасности, связанные с валкой деревьев, включают падающие или скатывающиеся деревья, падающие или отрываемые ветви, режущие инструменты, а также шум, вибрация и выхлопные газы от цепной пилы. Ветровал является особенно опасным для срубленных и частично отделенных от корневой системы деревьев, а повисшие деревья часто становятся причиной серьезных травм и даже смертельных случаев. Все рабочие, участвующие в валке, должны пройти специальное обучение. Инструменты, используемые для валки и опускания на землю повисших деревьев, должны быть в наличии на делянке. Опасности, связанные с раскряжевкой, включают режущие инструменты, а также откалывающуюся древесину и перекатывающиеся бревна или кряжи, в особенности на уклонах. После того, как дерево свалено на землю, обычно отрезается его вершина, и удаляются ветки. В большинстве случаев эти операции выполняются ручными инструментами или цепной пилой на уровне пня (рис. 1). Топоры являются эффективным инструментом для удаления веток. Там, где это возможно, деревья сваливаются поперек уже сваленных и лежащих на земле деревьев. Это лежащее дерево служит в качестве естественного подкладного материала, поднимая дерево, у которого необходимо удалить ветки, на удобную высоту, которая позволяет удалить все ветки без необходимости поворачивать дерево. Ветки и крона отрезаются от ствола и оставляются на площадке. Кроны больших лиственных деревьев могут быть разрублены на более мелкие части или передвинуты в сторону, иначе они будут мешать трелевке к дороге или на лесозаготовительный пункт.

Используя стандартные методы, квалифицированные рабочие могут свалить дерево с высокой степенью точности. Деревья, которые имеют симметричную крону или немного наклонены в направлении, отличающимся от предполагаемого направления падения дерева, вообще могут не упасть или упасть под углом к предполагаемому направлению падения. В таких случаях необходимо использовать такие инструменты, как валочный рычаг для небольших деревьев или кувалды и клинья для больших деревьев с целью смещения центра тяжести дерева в желательном направлении. Топоры могут быть подходящим инструментом для валки и раскряжевки очень маленьких деревьев. При использовании ручных пил процесс лесозаготовки замедляется. При использовании цепной пилы процесс пиления происходит быстро, но шум работающей пилы заглушает звук разрываемого волокна перед падением дерева. Если дерево зависает, возникает чрезвычайно опасная ситуация, поэтому для безопасного и эффективного опускания зависшего дерева на землю используются поворотные крючья и рычаги для небольших деревьев, а так же установленные на тягаче или ручные лебедки для деревьев более крупного размера. Опасности, связанные с валкой деревьев, включают падающие или скатывающиеся деревья, падающие или отрываемые ветви, режущие инструменты, а также шум, вибрация и выхлопные газы от цепной пилы. Ветровал является особенно опасным для срубленных и частично отделенных от корневой системы деревьев, а повисшие деревья часто становятся причиной серьезных травм и даже смертельных случаев. Все рабочие, участвующие в валке, должны пройти специальное обучение. Инструменты, используемые для валки и опускания на землю повисших деревьев, должны быть в наличии на делянке. Опасности, связанные с раскряжевкой, включают режущие инструменты, а также откалывающуюся древесину и перекатывающиеся бревна или кряжи, в особенности на уклонах. После того, как дерево свалено на землю, обычно отрезается его вершина и удаляются ветки. В большинстве случаев эти операции выполняются ручными инструментами или цепной пилой на уровне пня. Топоры являются эффективным инструментом для удаления веток. Там, где это возможно, деревья сваливаются поперек уже сваленных и лежащих на земле деревьев. Это лежащее дерево служит в качестве естественного подкладного материала, поднимая дерево, у которого необходимо удалить ветки, на удобную высоту, которая позволяет удалить все ветки без необходимости поворачивать дерево. Ветки и крона отрезаются от ствола и оставляются на площадке. Кроны больших лиственных деревьев могут быть разрублены на более мелкие части или передвинуты в сторону, иначе они будут мешать трелевке к дороге или на лесозаготовительный пункт. Опасности, связанные с удалением веток, включают порезы, полученные в результате использования ручных инструментов или цепной пилы, отбрасывание цепной пилы назад (рис. 2), обламывающиеся ветки, находящиеся под нагрузкой, перекатывающиеся бревна, опрокидывания и падения, неудобная рабочая поза и статические рабочие нагрузки при неправильных методах работы.

При механизированных операциях направленное падение дерева достигается путем удерживания дерева с помощью валочной стрелы, установленной на машине с достаточно тяжелой базой, и отделение ствола от пня с помощью ножевого отрезающего устройства, циркулярной или цепной пилы, встроенных в стрелу. При осуществлении такой операции машина должны быть подведена довольно близко к дереву, которое нужно свалить. Затем с помощью движения стрелы или базы машины дерево опускается в желательном направлении. Наиболее обычным типом таких машин являются валочно-пакетирующие машины и лесозаготовительные машины. Валочно-пакетирующие агрегаты в большинстве случаев устанавливаются на машинах с гусеницами, хотя могут быть и на колесном ходу. Валочная стрела обычно позволяет им свалить и собрать определенное количество небольших деревьев (пакет), которые затем укладываются вдоль трелевочного волока. Некоторые из них имеют зажимной коник для сбора партии сваленного леса. При использовании валочно-пакетирующих машин обрезание верхушек и ветвей обычно осуществляется с помощью машин на лесозаготовительном пункте. При наличии таких машин хорошей конструкции и умелом обращении с ними риск несчастного случая относительно небольшой, за исключением случаев, когда операторы ленточных пил работают совместно с валочно-пакетирующей машиной. Риски для здоровья, такие как вибрация, шум, пыль и газы, значительны, поскольку машины, служащие основанием, часто не предназначены для целей лесоповала. Валочно-пакетирующие машины не следует использовать на крутых склонах, а валочную стрелу нельзя перегружать, поскольку в результате направление валки может стать неуправляемым.

Лесозаготовительные машины выполняют все валочные операции, за исключением окорки. У них обычно шесть или восемь колес, гидравлическая тяга и подвеска, а также шарнирное сочленение рамы для поворота колес. Они оснащены стрелой с вылетом от 6 до 10 метров под нагрузкой. Различаются однозахватные и двухзахватные лесозаготовительные машины.

Однозахватные имеют одну стрелу с валочной головкой, оснащенной устройствами для валки, удаления веток, отрезания верхушек и раскряжевки.

Они используются для небольших деревьев с диаметром комля до 40 сантиметров, большей частью при прореживании леса, но все чаще их начинают применять для окончательной рубки.

Двухзахватные лесозаготовительные машины имеют отдельные головки для валки и операций по обработке бревна. Последняя установлена на машине, служащей основанием, а не на стреле. Такая машина может обрабатывать деревья с диаметром комля до 60 сантиметров. Современные лесозаготовительные машины имеют встроенные компьютеризованные измерительные приборы, которые запрограммированы для принятия решений об оптимальной раскряжевке в зависимости от требуемых сортиментов.

Лесозаготовительные машины являются доминирующей техникой при крупномасштабных лесозаготовках в Северной Европе, однако, в целом по миру они в настоящее время используются для осуществления довольно небольшой доли лесозаготовок. Вероятнее всего их значение будет возрастать по мере того, как искусственные лесопосадки и лесные плантации приобретут большее значение в качестве источника древесины. При использовании лесозаготовительных машин процент несчастных случаев обычно небольшой, хотя риск возрастает в тех случаях, когда вместе с этими машинами используются цепные пилы. Техническое обслуживание таких машин чревато определенными опасностями. Их ремонт обычно проводится по ночам в условиях сильного давления, оказываемого теми, кто осуществляет лесозаготовки. Поэтому возрастает вероятность того, что можно поскользнутся и упасть, рабочие позы очень неудобные, при обслуживании приходится поднимать тяжести и вступать в контакт с горячей гидравлической жидкостью и маслом. Однако наибольшую опасность представляет статическое мышечное напряжение оператора машины, нагрузка от механизмов управления и психологическая нагрузка.

Трелевка представляет собой перемещение стволов или бревен от их пеньков к лесопогрузочной площадке или к площадке у лесовозной дороги (верхний склад), где они могут быть обработаны или уложены в штабели сортиментов.

Трелевка может быть очень тяжелой и опасной работой. Она также может нанести значительный урон лесу в плане охраны окружающей среды и регенерации леса, а также почве и водостокам. Наиболее обычными и общепризнанными типами трелевки являются следующие: системы трелевки волоком: стволы или бревна тянутся волоком по земле машинами, животными или людьми:

- форвардер – самозагружающийся трактор для трелевки лесоматериалов, в погруженном положении стволы или бревна перевозятся на машине;

- тросовые системы: бревна перемещаются от их пеньков к лесозаготовительному участку с помощью одного или нескольких подвешенных тросов;

- воздушные системы: для перемещения бревен используются вертолеты или воздушные шары.

Безусловно, система трелевки волоком является самой распространенной как для заготовки деловой древесины, так и дров, обычно, она осуществляется с помощью, специально сконструированных для лесных операций колесных трелевочных тракторов. Гусеничные тракторы, в частности сельскохозяйственные, могут быть эффективными с точки зрения затрат при работе в небольших частных лесах или для трелевки небольших деревьев с плантаций лесопосадок, если их приспособить для данных целей, чтобы сохранить как сами машины, так и качество выполняемой ими работы. Эти трактора менее прочные, менее сбалансированные и менее защищенные, чем специально сконструированные для работы в лесу трактора. Как и в случае всех остальных машин, которые используются для работы в лесу, в число опасностей входит опрокидывание машин, падающие объекты, выдвинутые объекты, пожар, вибрация всего тела и шум.

Предпочтительным являются полно приводные тракторы, при работе которых минимум 20 % веса трактора должно приходиться в качестве нагрузки на поворачиваемую ось, что означает необходимость наличия дополнительного веса, который присоединяется к передней части машины. Могут потребовать дополнительной механической защиты двигатель и трансмиссия. Минимальная мощность двигателя для работы с тонкомерными лесоматериалами должна быть киловатт, а для работы с бревнами нормального размера обычно достаточно киловатт.

Трелевочные трактора с захватом подъезжают прямо к индивидуальным или уложенным в пачку стволам, приподнимают переднюю часть груза и волокут его на лесозаготовительный участок. Трелевочные трактора с тросовой лебедкой могут выполнять работу с трелевочных волоков. Их партии груза обычно собираются с помощью чокеров, канатов, цепей или коротких тросов, которые прикрепляются к отдельным бревнам. Чокеровщик подготавливает бревна, которые должны быть прицеплены, и когда трелевочный трактор возвращается с лесозаготовительного пункта, целый ряд чокеров прикрепляется к основному тросу лебедки трелевочного трактора и затаскивается на трелевочный трактор.

Большинство трелевочных тракторов имеют трелевочную арку, на которую помещается передний конец груза для того, чтобы уменьшить трение при трелевке груза волоком.

Опыт показывает, что оборудование для трелевки волоком не следует использовать на уклонах более 15 градусов. Гусеничные тракторы могут быть использованы для трелевки больших деревьев на местностях со сравнительно крутым наклоном, но при их бездумном использовании они могут нанести значительный ущерб почве. В целях защиты окружающей среды и обеспечения безопасности все трелевочные операции должны быть приостановлены на время очень сырой погоды.

Ручная трелевка все реже применяется при заготовке деловой древесины, но продолжает использоваться при заготовке древесины для бытовых нужд, в особенности при заготовке дров. Она ограничена короткими расстояниями и обычно осуществляется на спусках, с использованием силы тяжести для перемещения бревен. Хотя бревна являются сравнительно небольшими, работа эта очень тяжелая и может быть опасной на крутых спусках. Эффективность и безопасность этой работы может быть увеличена с помощью использования для подъема и перемещения бревен крючьев, рычагов и других ручных инструментов. Альтернативой ручной трелевки по земле коротких бревен может явиться использование лесоспусков (желобов) на крутых склонах, которые традиционно делаются из дерева, но есть также желоба в виде полиэтиленовых полутруб.

Форвардеры представляют из себя трелевочные машины, которые перевозят груз или бревна без какого либо контакта с землей, либо на их собственной раме, либо на трейлере. Обычно они имеют механический или гидравлический кран для самостоятельной погрузки и разгрузки бревен. Они иногда используются в комбинации с механизированным валочным или обрабатывающим деревья оборудованием. Экономически целесообразное расстояние трелевки с использованием этого оборудования в 2–4 раза превышает расстояние для устройств с трелевкой волоком. Лучше всего форвардеры работают тогда, когда размер бревен одинаковый.

Несчастные случаи, обусловленные форвардерами, обычно аналогичны тем, которые возникают при использовании тракторов и других лесных машин:

опрокидывание, выдвинутые и падающие объекты, линии электропитания и проблемы технического обслуживания. Опасность для здоровья представляют вибрация, шум и гидравлическая жидкость.

Использование человеческой силы все еще имеет место при перемещении коротких бревен типа балансов или рудничных лесоматериалов при некоторых видах промышленной рубки леса и является правилом при заготовке дров. Переносимые тяжести часто превосходят все рекомендованные пределы, в особенности для женщин, которые часто отвечают за заготовку дров. Их ношу могло бы облегчить изучение надлежащих методов, которые помогают избежать чрезмерной нагрузки на позвоночник, а также использование устройств типа вьюков, которые позволяют лучше распределить вес.

В системах воздушной трелевки в процессе всей трелевки бревна находятся в воздухе в подвешенном состоянии. В настоящее время используется два типа воздушной трелевки: с применением воздушных шаров и вертолетов, однако широко используются только вертолеты.

На рынке имеются вертолеты с грузоподъемностью 11 тонн. Груз подвешивается под вертолетом на тросе (который также называется буксировочным тросом). Обычно эти тросы от 30 до 100 метров длиной в зависимости от топографии местности и высоты деревьев, над которыми должен лететь вертолет.

Грузы закрепляются с помощью длинных чокеров и транспортируются по воздуху к лесопогрузочному пункту, где чокеры отсоединяются с помощью команды дистанционного управления, передаваемой с вертолета. При трелевке больших бревен вместо чокеров могут использоваться системы с захватами с электрическим приводом. Полет вертолета туда и обратно обычно занимает от двух до пяти минут. Прямые затраты на вертолеты являются очень высокими, но с их помощью можно достичь высокой производительности и уменьшить или вообще устранить необходимость дорогостоящего строительства дорог.

Кроме того, воздушная транспортировка наносит малый ущерб окружающей среде. На практике использование вертолетов ограничено трелевкой высокоценных пород дерева из труднодоступных районов.

Поскольку для экономического оправдания использования этого метода необходимы высокие темпы работы, при работе вертолета занято намного больше рабочих, чем в других системах. Речь идет не только о лесопогрузочных площадках, но и операциях обрезания. Вывозка леса с помощью вертолетов может быть очень опасной, чреватой смертельными случаями, если игнорируются меры предосторожности, и работающая бригада имеет слабую подготовку.

Раскряжевка, если она производится на лесопогрузочной площадке, большей частью осуществляется операторами цепных пил. Она также может осуществляться с помощью процессора (т. е. машины, которая очищает деревья от сучьев, отрезает верхушку и режет дерево на отрезки требуемой длины). Обмер большей частью осуществляется вручную с помощью рулетки. Сортировка и укладка бревен в штабели обычно осуществляется машинами типа трелевочного трактора, которые используют свой передний нож для толкания и подъема бревен, а также с помощью стрелы-манипулятора с захватом. Работе машин часто помогают люди, вооруженные ручными инструментами типа рычагов.

При заготовке дров или в случае небольших бревен погрузка на грузовики обычно осуществляется вручную или с использованием небольшой лебедки.

Погрузка больших бревен является очень трудным и опасным делом. Такая погрузка обычно выполняется с помощью стрелы-манипулятора с захватом или погрузчиком с шарнирно сочлененной стрелой. В некоторых странах лесовозы оснащены средствами самостоятельной погрузки. Бревна закрепляются на грузовике с помощью боковых опор и тросов, которые могут быть крепко затянуты.

При ручной погрузке лесоматериалов физическое напряжение и рабочие нагрузки являются чрезвычайно высокими. Как при ручной, так и механизированной погрузке имеется опасность получения повреждения от движущегося бревна или механизма. Опасности механизированной погрузки включают шум, пыль, вибрацию, высокие психологические нагрузки, повторяющееся напряжение, выдвинутые или падающие объекты и гидравлические жидкости.

1. Какие технологические операции заготовки древесины являются основными?

2. Как производится валка древесины?

3. Как производится валка деревьев с помощью моторной пилы?

4. Как производится валка деревьев механизированным способом?

5. Как производится трелевка древесины?

6. С какой целью производится обрубка сучьев?

7. Какие известны способы переработки сучьев и хвои?

8. Как производится раскряжовка хлыстов?

9. Какие существуют способы вывозки древесины?

ГЛАВА 2. ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКЦИИ

ИЗ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННОГО

ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

Лесопильный поток представляет собой поточную линию, состоящую из комплекса технологических, транспортных операций, конечным этапом данной линии является получение пилопродукции из исходного материала.

Разнообразие видов пилопродукции огромно, также существует множество видов сырья, которое может быть использовано в процессе обработки, разниться и применяемое оборудование. В связи с этим поточные линии лесопильных цехов можно разделить по следующим свойствам:

- по назначению пиломатериалов и степени их обработки выделяют линии по производству обрезных пиломатериалов длинномерных, предназначенных для внутреннего потребления и экспорта; а также линии по производству необрезных пиломатериалов;

- линии по производству пиломатериалов особого назначения (тангенциальная, радиальная распиловка и пр.);

- линии по производству обрезных, необрезных пиломатериалов;

- в зависимости от размера, породы и качества сырья выделяют линии распиловки тонкомерного, среднего и крупномерного сырья (по диаметру);

- линии по распиловке короткомерного и длинномерного сырья (по длине);

- линии распиловки сырья стандартного и низкокачественного;

- линии распиловки сырья хвойного или лиственного;

- в зависимости от способов распиловки сырья выделяют линии распиловки вразвал, брусовкой или специальными способами;

- в зависимости от типа бревнопильного оборудования выделяют рамные лесопильные потоки, ленточнопильные, фрезерно-пильные, круглопильные, а также смешанные.

Лесопильные цеха с различной мощностью могут иметь разное количество поточных линий, причем каждая из имеющихся линий должна быть классифицирована по выше перечисленным признакам. С помощью специализированных потоков создаются оптимальные условия для механизации, автоматизации всех процессов производства.

Организация потоков лесопильных цехов должна строиться на следующих принципах:

Все технологические операции размещаются последовательно, по ходу выполнения технологического процесса. Петлеобразное движение, пересечение путей следования лесоматериалов должны быть исключены из потока.

Необходимо максимально сократить путь движения лесоматериалов, однако уменьшение путей не должно быть достигнуто за счет образования в потоке «узких» мест. Между станками должно сохраняться расстояние равное двойной длине используемых бревен (приблизительно 12–13 м).

Поток должен быть налажен таким образом, чтобы целесообразно чередовалось продольное с поперечным перемещения лесоматериалов для наиболее эффективного использования рабочих площадей цеха.

По ходу движения лесоматериалов в цеху должно быть сделано постепенное снижение уровня поля для того, чтобы лесоматериал двигался с использованием своей силы тяжести.

Все технологические операции и операции транспортные должны быть строго согласованы по времени, производительности.

Отходы производства следует убирать непосредственно в местах их образования либо рядом с ними.

Обрезные и торцовочные станки категорически запрещено использовать для транспортировки пиломатериалов (необрезанных досок или торцовок).

Сортировка заключается в распределении пиломатериалов по видам. Сортироваться пиломатериалы могут по следующим характеристикам: породе сырья, качеству, размерам (толщине, длине и ширине), назначению и степени обработки (необрезные и обрезные). В ходе сортировки изначально внимание должно обращаться на качество материала, затем пиломатериалы следует распределить по выше перечисленным группам. После этого доски следует разложить по местам, которые отведены для каждой из сортировочных групп. Правильная сортировка обеспечивает наиболее эффективное дальнейшее использование пиломатериалов, получение высококачественной продукции. Переработка сырья без проведения надлежащей рассортировки по качеству, а также размерам приводит к перерасходу материала, возрастанию количества отходов, как результат, к нерациональному использованию исходного сырья. Также резко увеличиваются трудозатраты на переработку неотсортированного материала.

Правильная сортировка также необходимо для обеспечения надлежащего качества сушки, эффективного использования мощностей сушильных станков.

Именно для этого пиломатериалы сортируются по размерам, а также породам сырья. Сортировка по качеству и размерам требуется и для ведения правильного учета выработанных пиломатериалов, а значит, и для определения эффективности работы цеха в целом.

Несколько снизить сроки и затраты на сортировку пиломатериалов можно за счет распиловки бревен сначала одной породы, затем другой. Необходимо попытаться сократить частоту замены поставок. Поставки, задействованные в нескольких потоках цеха можно подобрать таким образом, чтобы в них часть исходного сырья повторялась.

2.2. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Контроль качества пиломатериалов необходим. Он может проводиться непосредственно в лесопильном цеху либо за его пределами при отсортировке пиломатериала. В цехах качество исходного сырья оценивается на торцовочных столах, торцовочных линиях. В таком случае ответственный за контроль качества определяет и место торцовки досок, и их сорт, назначение.

Производительность контролера является величиной ограниченной, ее можно повысить за счет частичной механизации, автоматизации процесса контроля. При работе контролера на торцовочных столах, у сортировочных немеханизированных конвейеров главным его инструментом становится мел для разметки и крючок для переворачивания досок. При таком построении контроля производительность контролера составляет 6–7 досок за одну минуту. На торцовочных столах контроль качества сырья осуществляется рабочими, которые обслуживают станки. При работе на сортировочных немеханизированных конвейерах контроль качества исходного сырья является предметом работы отдельного рабочего. Если мощность лесопильного цеха большая, то на участке контроля может работать несколько рабочих, которые стоят последовательно друг за другом.

Современные линии торцовки, сортировки пиломатериалов почти полностью автоматизированы, также здесь имеются специальные механизмы для переворачивания досок автоматически, кроме того, доски автоматически устанавливаются в положение, необходимое для проведения контроля качества.

Контролер на таких линиях работает с пультом управления. С помощью пульта он, оценив доски визуально, устанавливает их для торцовки и нанесения меток, которые обозначают сорт. На сортировочных линиях контролер также управляет автоматическим процессом распределения пиломатериалов по накопительным отсекам в зависимости от качества досок. Эффективность работы лесопильного цеха во многом зависит от качества работы контролера. Поэтому такой человек обязан хорошо знать ТУ и ГОСТы, по которым распределяются пиломатериалы. Если доска поступила с дефектами, естественными пробками, то контролер ставит соответствующую отметку для вырезания дефектной части материала. При этом правильные решения контролер должен принимать быстро. Он должен с ходу определить, что выгоднее для цеха: оставить большую доску более низкого сорта или сократить размеры доски, но увеличить ее сортность.

2.3. ТРАНСПОРТИРОВКА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Для перевозок пиломатериалов внутри цеха используются автолесовозы, автопогрузчики.

Шасси автолесовоза выполнено в форме портала, причем внутренние размеры этого портала определяются размерами поперечного сечения перевозимого сырья. Во время загрузки автолесовозы наезжают с торца на перевозимый пакет пиломатериалов, размещенный на специальной подкладке, и поднимает данный пакет за подкладку. Автолесовозы марок Т-140 и Т-80 обладают большой грузоподъемностью (7 и 5 т соответственно). Ширина, высота порталов данных автолесовозов предназначена для перевозки пиломатериалов больших размеров, сечение пакетов может достигать 1350*1350 мм.

У автолесовоза Т-80 имеются поворотные подхваты, с помощью которых можно перевозить пакеты с пиломатериалами без подкладок. Автолесовозы могут перевозить пиломатериалы со скоростью 40 км/ч. Поскольку погрузка/выгрузка пиломатериалов на автолесовоз занимает немного времени, данные машины очень эффективны. Если требуется перевести пакеты пиломатериалов на небольшие расстояния, то используются в цеху автопогрузчики, представляющие собой подъемно-транспортные машины, оснащенные вилочным захватом грузов. Автопогрузчики берут пакет с пиломатериалами поперек его длины, поэтому для их работы необходимо обеспечить широкие проезды. В лесопильных цехах используются чаще всего автопогрузчики 4016, 4043М, 4045Р.

Их грузоподъемность не превышает 5 т, высота подъема груза при этом составляет 2,8–4 м.

Для транспортировки пиломатериалов с помощью автолесовозов, автопогрузчиков необходимы асфальтобетонные (цементобетонные) проходы. От сортировочной линии до следующих этапов обработки пиломатериалы можно также транспортировать вагонетками по узкоколейному пути. Чтобы перевести вагонетку с одного на другой путь рядом с сортировочными конвейерами и линиями устанавливают, зачастую, траверсные электрифицированные тележки.

Для обслуживания сортировочных линий, а также при транспортировке пиломатериалов на короткие расстояния, например, к сушилкам, пакетоформировочной линии, используются чаще всего краны, монорельсовый транспорт. При таком виде транспорта применяются захватные устройства особого формата, предназначенные для взятия пакетов пиломатериалов.

2.4. АНТИСЕПТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА БРЕВЕН

Обработка пиломатериалов антисептиком заключается в том, что на поверхность бревен наносится тонкий слой химического вещества, выполняющего защитные функции сырья (вещество защищает пиломатериалы от всех видов грибков, плесени и пр.). Применение антисептика обязательно при атмосферной сушке пиломатериалов, а также при их кратковременном хранении в сыром виде в теплое время года.

Для достижения максимального защитного эффекта пиломатериалы необходимо обработать антисептиком не позднее 12 часов после их обработки в лесопильном цеху. Антисептиком бревна обрабатываются путем погружения пиломатериалов в раствор с антисептическим веществом, причем древесина кладется в раствор либо поштучно, либо целой партией (в пакетиках). В лесопильном производстве чаще всего используется антисептическая обработка пиломатериалов пакетами. При этом пиломатериалы запаковываются и в плотные пакеты, и в пакеты, которые размещены на прокладках.

Установки для обработки материалов антисептиком размещаются рядом с сортировочной линией сырого сырья либо рядом с формовочным участком, где штампуются сушильные пакеты. Установки для обработки пиломатериалом антисептиков представляют собой ванну (она может быть деревянной, металлической или бетонной). В эту ванну и заливается раствор с антисептиком. Кроме того, установка для антисептической обработки включает в себя еще и систему баков, в которых готовится и хранится раствор. Баки соединены между собой и с ванной системой трубопроводов, которая дополнена специальными регулирующими механизмами. Именно эти механизмы обеспечивают бесперебойное наполнение ванны раствором. Для погружения в раствор пакетов с пиломатериалами используются краны, автопогрузчики, автолесовозы и электротали.

В небольших цехах, где объемы производства невелики, эффективнее обрабатывать бревна антисептиком с помощью краскопульта.

2.5. ПРОИЗВОДСТВО ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ,

НАЗНАЧЕНИЕ И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ

Древесностружечные плиты широко применяются в столярномеханических производствах и в строительстве, заменяя пиломатериалы и столярные плиты [1]. Плиты изготовляют из стружки, получаемой от деревообрабатывающих предприятий, а также из стружки, изготовляемой из дровяного сырья на специальных стружечных станках. Стружку смешивают с синтетическим связующим и подвергают горячему прессованию.

В зависимости от назначения древесностружечные плиты изготовляются однослойными, двухслойными и трехслойными, толщиной 5–100 мм, длина плит может быть до 6000 мм и более (при непрерывном процессе прессования), а ширина 1200–2400 мм с необходимым припуском на обработку.

Плиты производятся двумя способами – периодическим и непрерывным.

Технологический процесс производства древесностружечных плит можно разделить на следующие этапы:

- подготовку сырья, состоящую из операций приготовления и измельчения стружки, ее сушки и сортировки;

- приготовление синтетического клея и нанесение его на поверхность древесной стружки;

- образование равномерного слоя ковра из древесной и проклеенной стружки, его прогрев, прессование и обрезка.

2.6. ОПЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДСП

Древесный слоистый пластик представляет собой материал, состоящий из тонких слоев пропитанного смолой шпона и спрессованный при высокой температуре и давлении.

Технологический процесс изготовления большинства древесных пластиков идентичен и включает следующие операции:

- прирезку шпона на необходимые размеры;

- пропитку (намазку) шпона смолой;

- выдержку шпона;

- сушку шпона;

- сортировку сухого шпона;

- сборку пакетов;

- прессование;

- обрезку листов и плит.

Желаемые физико-механические свойства пластика обеспечиваются в основном применением соответствующего режима пропитки и прессования шпона. Для получения у пластиков особых свойств в данный технологический процесс вводятся дополнительные операции. Так, для получения пластика, который мог бы быть использован в качестве исходного материала для трущихся деталей, смазка которых во время работы затруднена, часть листов шпона перед пропиткой смолами пропитывается минеральным маслом.

Для изготовления пластика, предназначенного для ползунов лесопильных рам, часть листов шпона после пропитки смолой дополнительно намазывается смесью смолы С-1 и порошка серебристого графита.

Армированный пластик (арктилит) также изготовляется по вышеприведенной технологии. Но поскольку в его состав входит хлопчатобумажная ткань и стальная сетка, то вводятся дополнительные операции по их прирезке, соединению в куски нужного размера, пропитке смолами и сушке.

Для изготовления ДСП применяется чаще всего березовый шпон толщиной 0,35–0,55 мм. Такая толщина обеспечивает хорошую пропитку шпона смолой, а также позволяет снизить влияние пороков на прочность ДСП. Влажность непропитанного шпона выдерживается в пределах 6–10 %. Качество шпона зависит от назначения ДСП. Так, для рубашек пластика марок Б, В и Г применяют шпон сорта В, а для серединок – сорта ВВ.

Для производства древесностружечных плит может быть использовано неделовое (дровяное) сырье различных пород, а также отходы, получаемые на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях в виде горбылей, реек и обрезков от пиломатериалов.

Все круглое сырье, предназначаемое для производства, должно быть окорено, разрезано на чураки длиной в 1 м, которые поступают на специальный теплый бассейн для гидротермической обработки. После этого чураки расторцовывают на отрезки длиной 0,5 м и подают на специальные стружечные станки, срезающие стружку параллельно волокнам древесины. Один из типов станков с вертикальным ножевым диском и непрерывной подачей чураков при помощи специальных транспортеров показан на рис. 3.

Рис. 3. Схематический разрез станка для получения стружки При изготовлении трехслойных плит выработка стружки для наружных слоев и среднего слоя производится отдельными потоками, так как для среднего слоя допускается более крупная стружка (расход ее на плиту составляет от 50 до 66 %), Далее стружка проходит через молотковые мельницы, где она размельчается в основном по ширине, становится более гладкой и более мелкой и поступает в бункера. Туда же идет и стружка от деревообрабатывающих цехов, если она не нуждается в дополнительном измельчении на молотковых мельницах. Из бункера стружка подается пневматическим транспортером на двухступенчатую газовую сушильную установку. Лопатки метального механизма первой ступени сушилки, так называемой «вихревой», распределяют сырую стружку равномерно по всей поверхности сетчатого дна сушилки. Горячий воздух, поступающий в сушилку снизу, выносит подсушенные частицы стружки в циклон, откуда стружка переходит на вторую ступень сушки. Работа сушилки контролируется автоматическими приборами. Из сушилки стружка попадает в сортировку, где отделяется крупная (некондиционная) стружка, которая возвращается в молотковую мельницу для дополнительного измельчения, а кондиционная стружка подается в бункер сухой стружки. Стружка сушится до 5 %-й влажности. Бункер для хранения сухой стружки связан с дозирующей установкой и питателем перед смесительной камерой. Из питателя через дозирующую установку стружка подается в смесительную камеру непрерывного действия, где она перемешивается с синтетическим связующим клеем, подаваемым из отделения приготовления клея.

2.8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО КЛЕЯ

И СМЕШЕНИЕ ЕГО СО СТРУЖКОЙ

Для изготовления древесностружечных плит применяется клей на основе водорастворимых мочевино-формальдегидных синтетических смол. Процентное отношение веса смолы в перерасчете на ее сухой остаток к весу сухой стружки составляет примерно 6–12 %. Раствор клея подается в непрерывный смеситель из отделения подготовки смолы (клея). Распыление смолы при подаче в смесительную камеру для лучшего смачивания стружки осуществляется с помощью сжатого воздуха.

2.9. ОБРАЗОВАНИЕ КОВРА ПЛИТЫ, ПРЕССОВАНИЕ И ОБРЕЗКА

Подготовленная древесная стружка подается из смесителя через воронку на вибратор пресса, посредством которого на стальной ленте формируется ковер плиты. Первый вибратор образует нижний слой из более мелкой щепы, второй и третий вибраторы образуют средний слой, а четвертый – верхний слой плиты. Подготовленный и неуплотненный ковер плиты проходит через пресс предварительного уплотнения, где толщина ковра уменьшается в 2–3 раза. Перед поступлением в горячий пресс ковер проходит через высокочастотный нагреватель, где стружка ковра предварительно нагревается до 75°, после чего ковер поступает в горячий гидравлический пресс с температурой 120–150° и давлением от 18 до 25 кг/см2.

На рис. 4 представлена рассмотренная выше схема производства древесностружечных плит с прессом периодического действия.

Режим прессования изменяется в зависимости от вида применяемого клея, толщины и назначения плит. После прессования плита охлаждается, обрезается и шлифуется. Производительность подобной установки составляет 15–20 тыс. т плит в год.

Технология производства древесностружечных плит по способу «Бартрев»

отличается тем, что плиты прессуются в установке непрерывного действия и этим создается определенный ритм в работе цеха. Пресс имеет длину 40,2 м, ширину 2,3 м, высоту 6 м, вес 200 т и вырабатывает плиты толщиной 5–19 мм, шириной 1200 мм.

Основной частью пресса, осуществляющей прессование стружек, являются две движущиеся бесконечные стальные ленты, расположенные одна над другой. Ковер из стружек, смешанных с синтетическим клеем, проносится нижней лентой через высокочастотную установку, в которой получает предварительный нагрев до 75°, затем он проходит между указанными двумя лентами, движущимися со скоростью 1,5–9 м/мин; ленты, соприкасаясь с одной стороны с ковром стружек, другой стороной находятся в контакте с обогревательными прессовыми плитами, нагреваемыми до 140° и создающими удельное давление 18–25 кг/см2. Таким образом, здесь ковер стружек получает свой конечный размер по толщине и превращается в спрессованную непрерывную плиту. Движущаяся на конвейере плита охлаждается и автоматически разрезается на необходимые размеры по ширине и длине. Производительность подобной установки при работе в три смены 300 дней в год составляет 22–25 тыс. т.

Имеется также способ непрерывного прессования с применением пресса типа «Крайбаум», который по устройству значительно проще, чем «Бартрев».

Здесь стружки прессуются непрерывно, проходя через канал прямоугольного сечения со скоростью 0,1–1 м/мин при температуре 160°. Производительность одного пресса 4 тыс. т плит в год. Последняя установка по своим показателям считается наиболее экономичной из всех рассмотренных способов, однако плиты, получаемые этим методом, имеют невысокую прочность и поэтому непременно должны подвергаться фанерованию.

Рис. 4. Схема производства древесностружечных плит На небольших предприятиях применяются более упрощенные схемы производства однослойных древесностружечных плит из сухой стружки и сухих мелких кусковых отходов. Как правило, такие производства менее механизированы. Древесностружечные плиты, изготовляемые на мебельных фабриках, обходятся на 20–30 % дешевле столярных плит.

Ниже даются основные технико-экономические показатели по производству древесностружечных плит.

- древесины в м3 – 2,4;

- электроэнергии в кВт/ч – 180;

- выпуск продукции на 1 человека/день в т – 0,53;

- стоимость обработки в себестоимости продукции 45 %.

2.10. СТРУКТУРА И ПРОИЗВОДСТВО ФАНЕРЫ «Фанера» (нем. Furnier, от франц. fournir – снабжать, накладывать) – листовой строительный материал, который обычно состоит из плотно склеенных по толщине нескольких тонких слоев древесины (шпона), причем направления волокон в соседних слоях шпона, как правило, взаимно перпендикулярны.

Для производства фанеры используют главным образом березовый шпон, в меньшей степени ольховый, буковый, сосновый и др. пород. Однако производятся и специальные виды фанеры, рассчитанные на повышенное сопротивление изгибу и кручению.

Industrial plywood – «специальная фанера». Специальной считается такая фанера, которая, приобрела особые свойства в результате каких либо технологических процессов и применяется в определенной области или нескольких областях. Отчасти специальной можно считать большеформатную фанеру (1220 2440; 1525 3050), которую в Европе и Северной Америке широко используют в строительстве. Под это определение подходит и фанера ламинированная. Сюда относится и фанера бакелизированная («финская», «водостойкая»), а также другие марки фанеры узкой области применения: облицованная стеклотканью, листовым металлом, пробковой крошкой, армированная, биостойкая (антисептированная), композиционная, электротермическая, с рельефной поверхностью.

Фанера с симметричной относительно среднего слоя структурой лучше всего сопротивляется короблению. Такая структура типа «сэндвич» характерна для промышленно выпускаемой фанеры, которая обычно склеивается из нечетного числа слоев и соответственно называется трехслойной, пятислойной, семислойной и т. д. Лист шпоновой фанеры набирается из слоев шпона одной древесной породы. Столярные фанерованные изделия с облицовкой и декоративной отделкой широко применяются при изготовлении мебели, дверей, стен.

Основными качественными параметрами фанеры являются следующие:

- порода древесины;

- формат листа;

- тип склейки;

- обработка.

Листы фанеры (размерами 1220 2440 мм) разного рода, различные по качеству, назначению и толщине, складируются и продаются как готовые строительные панели. Такие панели широко используются при:

- облицовке стен;

- настиле полов;

- возведении перегородок;

- сооружении различных желобов, опалубок.

В высококачественных изделиях мебельной промышленности плоские поверхности делаются из фанеры, обычно облицованной дорогим декоративным шпоном. Такая фанера изготавливается, как правило, в специальном цехе мебельного предприятия, поскольку качество и внешний вид мебели существенно зависят от совместимости лицевого шпона и породы дерева основы или каркаса. Фанера из древесины как твердых, так и мягких пород выпускается нескольких типов и сортов, которые различаются назначением, сроком службы, внешним видом и стоимостью. Среди этих типов выделяют, например, фанеру для внешних работ, для судостроения, для опалубок и влагостойкую фанеру. В самолетостроении применяется фанера толщиной от 1 мм и более; в домостроении используются готовые фанерные панели толщиной от 6 до 25 мм; для изготовления мебели применяется фанера толщиной от 3 мм (трехслойная низкосортная для задников зеркал и днищ ящиков) до 30 мм (пятислойная высокосортная для столешниц письменных столов). Для изделий различных отраслей промышленного производства требуется фанера толщиной от 3 мм (для фасонных лотков и желобов) до 38 мм (для печатных форм на линолеуме). Из дешевой тонкой фанеры повсеместно производят комплекты для тары, которая сшивается гвоздями. Большая часть фанеры выпускается в виде плоских листов или панелей, но существуют механизированные методы производства и гнутых изделий из нее. Фанеру можно проклеивать, согнув ее по несложным контурам, например, заготовок для сидений в общественных местах или корпусов радиоаппаратуры и т.п. Обычно фанеру слегка изогнутой формы прессуют, зажимая ее между парой горячих пресс-форм. Выпускаются из фанеры также фасонные заготовки для кабин и кают, самолетных деталей.

Клеящие составы готовятся в механизированных смесителях и при производстве фанеры подаются в желобки пары клеевых вальцов (из металла или жесткой резины), которые прокатываются с обеих сторон каждого второго слоя шпона или пиломатериала. Затем пакеты промазанного клеем шпона зажимаются и склеиваются в гидравлических или пневматических, а иногда в винтовых прессах.

Если клей наносится при комнатной температуре (от 21 до 27 °С), то после этого листы проклеенной фанеры обычно складываются в штабели и выдерживаются в них 6 ч и более для затвердевания клея. Прессование фанеры с синтетическими термореактивными клеями наиболее эффективно при повышенной температуре – горячей склейкой, когда на получение готовых листов уходит всего несколько минут. Для этого гидравлические прессы делаются в виде многоярусного набора инструментальных плит с паровым подогревом от 120 до 150 °С; между каждой парой таких плит закладывается прессуемый пакет – будущий лист фанеры. Существуют прессы с электрическим подогревом инструмента резисторами или высокочастотным электрическим полем.

Для производства гнутой фанеры плоские инструментальные плиты пресса снабжаются соответствующей парой металлических пресс-форм. При изготовлении фасонной фанеры сложного профиля одной из пресс-форм служит нагнетаемый объем в герметичной оболочке, который по всем направлениям давит с одной стороны на формуемую фанеру, помещенную на жесткую неподвижную пресс-форму. Для полимеризации смоляных клеев при этом применяют либо нагреваемые пресс-формы, либо в нагнетаемый объем накачивается горячий пар. Так как податливость древесины возрастает при ее подогреве, то для изготовления качественной сложно профилированной фанеры нельзя применять клеи, застывающие при комнатной температуре. Выпускаются различные виды клееной фанеры:

- с облицовкой крафт-бумагой;

- с пропиткой и без нее;

- пригодные для внешней обшивки и фанерования.

Металлизированная фанера, т. е. клееная фанера со слоями металла, применяется там, где по условиям эксплуатации необходима прочная и плотная поверхность, например, в кузовах грузовиков, или там, где благодаря металлической прокладке повышается износоустойчивость и противопожарная безопасность материала.

Производится и фанера высокой плотности. Обычно их листы набираются из слоев бакелизированного шпона и прессуются методом горячей склейки.

Удельный вес фанеры этого типа может достигать значения 1,3, причем древесина такой фанеры существенно уплотняется в процессе горячего прессования.

В зависимости от внешнего вида наружных слоев фанеру подразделяют на пять сортов: Е (элита), I, II, III, IV.

Сорт фанеры обозначается сочетанием сортов шпона лицевого и оборотного слоев: сорт лицевого слоя / сорт оборотного слоя, например, E/I, I/I, I/II, II/II, II/III, II/IV, III/III, III/IV, IV/IV и т.д.

Сорт I – булавочные сучки до 3 шт., здоровые сучки до 15 мм, выпадающие сучки до 6 мм допускаются, сомкнутые трещины допускаются не более мм в количестве 2 шт. на 1 м ширины, здоровое изменение окраски допускается не более 5 %, остальные дефекты древесины не допускаются (рис. 5).

Сорт II – допускаются булавочные сучки, здоровые сросшиеся до 25 мм, выпадающие до 6 мм, сомкнутые трещины и разошедшиеся 2 мм в количестве 2 шт. длиной до 200 мм, здоровые изменения окраски, вставки из древесины (рис. 6).

Сорт III – допускается здоровые сучки, выпадающие сучки до 6 мм, сомкнутые трещины, разошедшиеся трещины 2 мм в количестве 2 шт. длиной до 300 мм, здоровые изменения окраски, вставки из древесины, волнистость, рябь (рис. 7).

Сорт IV – допускаются выпадающие сучки до 40 мм без ограничения количества, разошедшиеся трещины шириной не более 10 мм без ограничения, вставки из древесины, волнистость, рябь (рис. 8).

Фанера является весьма распространенным материалом, который применяется, в том числе, и в мебельной промышленности. Широкое распространение фанера получила благодаря небольшому весу, легкости и простоте в обработке, устойчивости к резким сменам температуры окружающей среды. Кроме того, эстетические свойства фанеры достаточно высоки, она легко сочетается с любым другим материалом. По многим характеристикам, таким как теплопроводность, экологичность и прочность, фанера превосходит ДСП, ДВП и МДФ.

Изготавливать фанеру гораздо экономичней, чем изделия из металла или пластика, рассчитывается это в сравнении себестоимости производства фанеры с ее эксплуатационными показателями. Фанера производится несколькими различными способами. Типы фанеры разделяются по способам производства шпона на: пиленую, строганную и лущеную. Первый тип фанеры – пиленая фанера, она производится только из ценных пород дерева. Пиловочник – сырье для изготовления фанеры распиливается на полосы, толщиною до 5 миллиметров. Расходы сырья при производстве пиленой фанеры очень высоки, а производительность мала. По этой причине на данный момент пиленую фанеру во всем мире производить практически перестали. Из названия типа фанеры понятно, что строганая фанера производится при помощи строгания заготовки.

При этом шпон имеет толщину до 3,5 миллиметров. Сейчас подобный шпон производят по большей части из ценных пород лиственных деревьев. Строганая фанера имеет достаточно высокую степень производительности, но показатель этот все же ниже, чем лущеной. Лущение – самая производительная технология изготовления фанеры. Толщина шпона при лущении 1,2–1,9 мм. Сам процесс лущения напоминает работу токарного станка, отличие заключается в том, что для заготовки – кряжа (или как его по-другому называют – чурака), верхний слой снимается на всю ширину. Затем большое полотно режут под нужный формат и склеивают.

Изготавливают фанеру из одного или нескольких видов древесины, но фанеру считают изготовленной из той породы дерева, из которой сделан внешний ее слой. Если фанера изготовлена только из одной породы дерева, ее называют однородной. Если используется несколько пород, то комбинированной фанерой. Кроме того, фанера делится на несколько типов: клееную, бакелизированную (отличающуюся большой водостойкостью) и фанеру для декоративных целей. Из всех трех типов фанеры только клееная имеет виды: ФСФ – фанера с высоким показателем водостойкости, ФК и ФБА – средний показатель водостойкости и ФБ – ограниченная водостойкость. Водостойкая фанера ФСФ применяется в строительстве для защиты наружной части домов (при этом саму фанеру дополнительно окрашивают) и внутреннего помещения (без окрашивания) от влаги. Кроме того, фанера используется в судо-, вагоно- и автостроении как строительный материал для конструкций, а также применяется в качестве многоразового опалубка во время заливки бетона в строительной промышленности.

Для того, чтобы повысить прочность и продлить срок эксплуатации фанеры, ее ламинируют. Делают это при помощи нанесения на фанеру импрегнированной фенольной смолы. Для строительных целей изготавливают ламинированную фанеру с сетчатой поверхностью. Такую фанеру используют при заливке бетона. Когда бетон застывает, на его поверхности отпечатывается сетчатый узор. Такую хитрость применяют потому, что на сетчатые углубления в бетоне гораздо легче наносится отделочный материал.

1. Какая последовательность технологических операций при производстве фанеры?

2. Какие породы древесины применяются для производства фанеры?

3. Как производится окорка древесины?

4. Как производится получение шпона?

5. Какие клеи применяются для склеивания шпона?

6. Какие химические вещества выделяются при прессование фанеры?

7. Какие твердые отходы появляются при производстве фанеры и места их образования?

8. Какой химический состав газовых выбросов при производстве фанеры?

9. Где применяется фанера в промышленности и в быту?

10. Какая последовательность технологических операций при производстве древесностружечных плит?

11. Как производится подготовка стружки?

12. Какой состав проклеивающего вещества?

13. Как формируется ковер древесностружечной плиты?

14. При каких параметрах идет прессование древесностружечных плит?

15. Какие твердые отходы появляются при производстве древесностружечных плит и места их образования?

16. Каков химический состав газовых выбросов при производстве древесностружечных плит?

17. Где применяются древесностружечные плиты в промышленности и в быту?

18. Какие разновидности древесностружечных плит производятся промышленностью?

19. Какие поточные линии могут быть в лесопильных цехах?

20. Как осуществляется контроль качества пиломатериалов?

21. Какой ассортимент производимых пиломатериалов?

22. Места образования твердых отходов?

23. Обработка пиломатериалов антисептиками?

24. Переработка твердых отходов лесопиления?

25. Образование пылевых и газовых выбросов и меры по их предотвращению?

ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВО ВОЛОКНИСТЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

Древесина состоит из органических веществ, в состав которых входят углерод С, водород Н, кислород О и немного азота. Элементарный химический состав древесины разных пород практически одинаков. В среднем абсолютно сухая древесина независимо от породы содержит 49,5 % углерода, 44,2 % кислорода (с азотом) и 6,3 % водорода. Азота в древесине содержится около 0,12 %. Элементарный химический состав древесины ствола и ветвей мало различается. Условия произрастания также практически не отражаются на содержании основных элементов [5].

Кроме органических веществ, в древесине есть минеральные соединения, дающие при сгорании золу, количество которой колеблется в пределах 0,2– 1,7 %; однако у отдельных пород (саксаула, ядра фисташки) количество золы достигает 3–3,5 %. У одной и той же породы количество золы зависит от части дерева, положения в стволе, возраста и условий произрастания. Больше золы дают кора и листья; так, стволовая древесина дуба дает 0,35 %, листья 3,5 % и кора 7,2 % золы. Древесина ветвей содержит золы больше, чем древесина ствола; например, ветви березы и ели дают при сгорании 0,64 и 0,32 % золы, а стволовая древесина 0,16 и 0,17 % золы. Древесина верхней части ствола дает золы больше, чем нижняя; это указывает на большое содержание золы в древесине молодого возраста; так, древесина бука в возрасте 10, 20 и 50 лет давала при сгорании 0,56; 0,46 и 0,36 % золы.

В состав золы входят главным образом соли щелочноземельных металлов.

В золе из древесины сосны, ели и березы содержится свыше 40 % солей кальция, свыше 20 % солей калия и натрия и до 10 % солей магния. Часть золы (10– 25 %) растворима в воде (главным образом, щелочи – поташ и сода). В прежнее время поташ К2СО3, употребляемый в производстве хрусталя, жидкого мыла и других веществ, добывали из древесной золы. Зола от коры содержит больше солей кальция (до 50 % у ели), но меньше солей калия, натрия и магния. Входящие в состав древесины и названные выше основные химические элементы (С, Н и О) образуют сложные органические вещества.

Главнейшие из них образуют клеточную оболочку (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы – пентозаны и гексозаны) и составляют 90–95 % массы абсолютно сухой древесины. Остальные вещества называются экстрактивными, т. е. извлекаемыми различными растворителями без заметного изменения состава древесины; из них наибольшее значение имеют дубильные вещества и смолы. Содержание основных органических веществ в древесине в некоторой мере зависит от породы. Это видно из табл. 1.

Таблица 1 – Содержание органических веществ в древесине разных пород Органические Растворимые в горячей воде Целлюлоза, свободная от пентозанов В среднем можно принять, что в древесине хвойных пород содержится 48– 56 % целлюлозы, 26–30 % лигнина, 23–26 % гемицеллюлоз (10–12 % пентозанов и около 13 % гексозанов); в то же время древесина лиственных пород содержит 46–48 % целлюлозы, 19–28 % лигнина, 26–35 % гемицеллюлоз (23– 29 % пентозанов и 3–6 % гексозанов). Из этих данных видно, что древесина хвойных пород содержит повышенное количество целлюлозы и гексозанов, а для древесины лиственных пород характерно высокое содержание пентозанов.

В клеточной оболочке целлюлоза находится в соединении с другими веществами; особенно тесная связь, характер которой до сего времени не ясен, наблюдается между целлюлозой и лигнином. Ранее считали, что лигнин лишь механически примешан к целлюлозе; однако в последнее время все более приходят к убеждению, что между ними существует химическая связь.

3.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ДРЕВЕСИНЫ



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:

«Трофимов С.Я., Караванова Е.И. ЖИДКАЯ ФАЗА ПОЧВ Москва Университетская книга 2009 УДК 631.416.8 ББК 40.3 Т 761 Рецензенты: Доктор биологических наук профессор Соколова Т.А. Доктор биологических наук профессор Чуков С.Н. Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 020701 и направлению 020700 – Почвоведение Трофимов С.Я., Караванова Е.И. Т 761 Жидкая фаза почв: учебное пособие...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет естественных наук В. А. РЕЗНИКОВ ХИМИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Учебное пособие для студентов специальности “Химия” и “Биология” Новосибирск 2006 ББК Г23я73-1 УДК 547 Р344 Резников В. А. Химия азотсодержащих органических соединений: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2006. 130 с. Учебное пособие содержит материал по химии основных классов азотсодержащих органических соединений,...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Рабочая программа дисциплины (модуля) Органическая и физколлоидная химия Направление подготовки 111801 Ветеринария Квалификация (степень) выпускника – специалист Форма обучения очная Орел 2012 год Оглавление Введение 1. Цели и задачи дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ООП 3. Требования к результатам...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики Е. Г. Казакова, Т. Л. Леканова ОЧИСТКА И РЕКУПЕРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР КАФЕДРА ХИМИИ С. Г. Барам, М. А. Ильин ХИМИЯ В ЛЕТНЕЙ ШКОЛЕ Новосибирск 2009 1 УДК 54.6.7 ББК 24.1 Барам С. Г., Ильин М. А. Б 24 Химия в Летней школе / Учеб. пособие. Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2009. 48 с. Учебное пособие состоит из четырех разделов общей химии: Основные понятия химии. Газовые законы. Расчеты по уравнениям химических реакций, Строение атома и структура...»

«Министерство образования Российской Федерации Казанский государственный технологический университет Я.Д.Самуилов Е.Н.Черезова РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Учебное пособие 2003 Министерство образования Российской Федерации Казанский государственный технологический университет Я.Д.Самуилов Е.Н.Черезова РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Учебное пособие Казань 2003 УДК 547.541 Реакционная способность органических соединений: Учеб.пособие/ Я.Д. Самуилов, Е.Н....»

«Е. Е. Минченков А. А. Журин ХИМИЯ Методические рекомендации к учебнику для 8 класса общеобразовательных учреждений Пособие для учителя Методические рекомендации соответствуют учебнику, рекомендованному Министерством образования и науки Российской Федерации Смоленск Ассоциация XXI век 2010 Предисловие Данное пособие предназначено для учителей, преподающих химию по программе для основной школы Е. Е. Минченкова, А. А. Журина и Т. В. Смирновой. Практически упомянутая программа реализована в...»

«Кумыков Р.М., Беев А.А., Беева Д.А. КРАТКИЙ КУРС ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ НАЛЬЧИК 2013 1 Кумыков Р.М., Беев А.А., Беева Д.А. КРАТКИЙ КУРС ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ Допущено в качестве учебного пособия для студентов, специальностей факультета технологии пищевых производств, а также аспирантов и преподавателей нехимических специальностей высших учебных заведений Издательство типография КБГАУ им. В.М. Кокова Нальчик 2013 ББК 24. Х УДК 541.1 (075.8) Рецензенты: Кафедра физической химии...»

«ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ХИМИИ История органической химии История физической химии 34 Министерство образования Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра общей и биоорганической химии ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ХИМИИ История органической химии История физической химии Методические указания Ярославль 2002 1 ББК Г.в.я 73 И 90 Cоставитель С.Г. Сибриков История и методология химии: Метод. указания / Сост. С.Г. Сибриков; Яросл. гос. ун-т. Ярославль, 2002. 32 с....»

«ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ А.А Каверина, М.Г. Снастина МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НЕКОТОРЫМ АСПЕКТАМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕПОДАВАНИЯ ХИМИИ (на основе анализа типичных затруднений выпускников при выполнении заданий ЕГЭ) Москва, 2013 1 Единый государственный экзамен по химии начиная с 2009 г. проходит в штатном режиме как экзамен по выбору выпускников. По его итогам выявляется уровень освоения каждым экзаменуемым образовательных программ по химии, соответствующих Федеральному...»

«Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный университет путей сообщения Кафедра Химия и экология Ю.Г. Малова ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ Методические указания по выполнению лабораторных работ Хабаровск Издательство ДВГУПС PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com УДК 54(075.8) ББК Г1я М...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ С КУРСОМ КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ ПРАКТИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ для студентов медико-биологического, лечебного, педиатрического и фармацевтического факультетов Часть вторая МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Рекомендовано...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ Посвящается 60-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми ТОКСИКОЛОГИЯ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного...»

«Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Центросоюза Российской Федерации СИБИРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ БИОХИМИЯ Новосибирск 2012 Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Центросоюза Российской Федерации СИБИРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ БИОХИМИЯ Программа, методические указания и задания контрольной и самостоятельной работы для студентов заочной формы обучения направления...»

«Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный химико-технологический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 240301 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Составители: А.В. Кунин Л.Н. Морозов А.П. Ильин Иваново 2007 1 Составители: А.В. Кунин Л.Н. Морозов А.П. Ильин УДК 66.02.001.63 (7) Методические указания по...»














 
© 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.