Эффективное использование древесных отходов

Переработка древесины, утилизация древесных отходов и наиболее рациональное их применение

Дерево было и остается одним из наиболее востребованных материалов, используемых человеком.

Трудно найти сферу деятельности, где не было бы места изделиям из него. В ходе деревообработки непременно образуются отходы, которые необходимо переработать или утилизировать.

Профессиональная переработка отходов древесины – прибыльный бизнес, который позволяет позаботиться об экологии и неплохо на этом заработать.

Виды отходов древесины

Современные технологии позволяют по максимуму использовать древесину, тем не менее без отходов обойтись просто невозможно. Они появляются на каждом этапе работы, начиная с вырубки леса и его разделки и заканчивая завершающей стадией обработки готового изделия. Основные отходы деревопереработки:

• листья или хвоя;
• кора дерева;
• пни с корневищем;
• опилки разных фракций;
• щепа и стружка.

Листву и мелкие ветви, оставшиеся после валки леса, часто оставляют гнить на земле, что является далеко не лучшим решением. Гниющая древесина – рассадник вредителей леса.

В некоторых случаях подобные отходы сжигают, но это неэффективный способ утилизации.

Гораздо более рациональным видится переработка отходов, в процессе которой из отбраковки можно получить ряд полезных материалов. Перечень того, что можно изготовить из остатков древесины, обширен, это различные виды топлива, плиты, химические вещества и, конечно же, обычная бумага.

Химическая переработка

Воздействуя на отходы древесины различными химическими соединениями, можно выделить вещества, входящие в его состав, и получить массу ценных промышленных материалов. Собственно, в этом и заключается химическая переработка древесины. Используя данный метод, можно изготовить различную продукцию, на этом базируется ряд технологических процессов:

• целлюлозно-бумажная промышленность;
• гидролиз древесины;
• перегонка методом пиролиза;
• производство канифоли и скипидара.

Химической переработкой древесины занимаются специализированные комбинаты, использующие сложное оборудование и технологии. Результатом же переработки является ряд самых различных материалов, начиная с бумаги и картона и заканчивая уксусной кислотой и сложными белковыми соединениями.

Особо стоит отметить производство бумаги. Целлюлоза – важнейшее, что может дать дерево человечеству.

Бумага используется везде: это тетрадки для школьников, книги для любителей чтения, кроме всего прочего, бумага – самый надежный носитель информации.

Использование в процессе производства этого полезного во всех отношениях продукта отходов древесины позволяет существенно экономить и рационально использовать лес.

Механические способы переработки

Гораздо более простой, но не менее полезной является механическая переработка. Метод заключается в том, что отходы измельчают, используя специальное оборудование. Переработку древесины в щепу считают самым простым и полезным способом превратить обрезки дерева в новый строительный материал, подготовить для транспортировки или последующей химической обработки.

Измельчение древесины не требует сложных технологий и может быть реализовано на даче или на приусадебном участке. В зависимости от объема работы это может быть утилизация обрезков, оставшихся от расчистки сада, или прибыльный бизнес. В любом случае до начала работы надо обзавестись измельчителем.

Существуют различные устройства для измельчения древесины. Они имеют свои конструктивные особенности, отличаются мощностью, производительностью, допустимыми параметрами отходов. Можно купить устройство с желаемыми характеристиками или сделать своими руками.

Виды измельчителей

Задача данного типа устройств – измельчение веток, горбыля, обрезков, древесины с серьезными дефектами для получения щепы заданного размера. Существуют устройства с горизонтальной и наклонной загрузкой. Исходя из конструктивных особенностей, можно выделить барабанные устройства, ножевые, дисковые, роторные.

Большинство моделей предназначено для стационарного использования, некоторые же (мобильные) могут использоваться непосредственно на участке вырубки леса.

Молотковые дробилки

Рабочий инструмент дробилки – несколько молотков, подвижно закрепленных на вращающемся диске. Дробилка измельчает путем нанесения серии ударов по материалу, подлежащему переработке. Благодаря энергии вращения тяжелых молотков удается разбивать не только отходы пилорамы, но и цельные стволы. Некоторые модели могут измельчить бревно толщиной до полуметра и более.

Использование молотковой дробилки в домашнем хозяйстве является оправданным благодаря таким достоинствам, как универсальность, неприхотливость и простота обслуживания, высокая мощность, полное отсутствие отходов.

Ножевые дробилки (шредеры)

Шредер измельчает дерево вращающимися ножами, что позволяет получить на выходе щепу с точно заданными геометрическими параметрами. Данное устройство может работать не только с чистой древесиной, но и измельчать отходы строительства, в том числе изобилующие металлическими крепежными элементами. Различают вертикальный и горизонтальный тип шредера.

Шредер для того или иного производства выбирают исходя из перечня выполняемых им работ, объема отходов, которые необходимо переработать.

Изготовление топливных брикетов

Дерево хорошо горит, потому многие используют отходы древесины для изготовления топливных элементов. Отличные результаты дает брикетирование – прессовка опилок, щепы, веток в брикеты стандартного размера. Такое горючее идеально подходит для бытовых и промышленных твердотопливных котлов с автоматизированной подачей топлива.

Конечно, изготовить брикет с помощью одного только пресса в принципе невозможно. Брикет попросту развалится. Для соединения щепы в единое целое используют смолы или вяжущие компоненты из нефтепродуктов. Стоит также отметить, что зола, полученная в результате сгорания подобного топлива, сама по себе является продуктом переработки древесины. Это отличное удобрение.

Помимо брикетов, как правило, имеющих форму правильного параллелепипеда, многие модели котлов используют топливо мелкой фракции – гранулы. Они изготавливаются подобным способом. Основное достоинство гранул – регулируя подачу в топку, можно точно контролировать температуру котла.

Строительные материалы из отходов деревопереработки

Во все времена дерево рассматривалось как строительный материал, потому и неудивительно, что щепу и опилки используют для создания плит с разными характеристиками прочности.

На современной стройке трудно обойтись без ОСП – ориентированно-стружечных плит. Они являют собой многослойный материал из клееной щепы. Характеризуются высокой прочностью и долговечностью.

Мелкие опилки используют для изготовления ДВП – древесно-волокнистой плиты. Подобное изделие незаменимо не только в строительстве, но и в мебельном производстве. Для тех же целей применяют ДСП – древесно-стружечную плиту. Она характеризуется высокой прочностью и простотой обработки.

Производство древесного угля

Пожалуй, лучшим способом утилизации древесных отходов является изготовление древесного угля.

В результате пиролиза (сгорания в атмосфере без кислорода) можно создать топливо с достаточно высоким коэффициентом теплоотдачи.

В первую очередь уголь используют в бытовых и промышленных котлах, но этим сфера его применения не ограничивается. Уголь применяют в медицине и в металлургической промышленности.

Выделяют три класса древесного угля.

А – изготавливается из веток и твердых отходов лиственных деревьев.

В – создается путем смешивания твердых и мягких отходов.

С – смесь твердых, мягких и хвойных пород.

Особенностью процесса пиролиза является тот факт, что каждая полученная фракция проходит дополнительную обработку и используется для тех или иных целей. Твердый уголь стабилизируется, охлаждается и расфасовывается в мешки и пакеты.

Жидкий остаток сливают, он проходит несколько степеней переработки, благодаря чему получают метиловый спирт, альдегиды, уксусную кислоту. Не пропадает и газ, выделенный в процессе пиролиза. Химически это смесь различных горючих газов, в основном метана, в которой присутствуют примеси окисла углерода.

Газ очищают и используют повторно для разогрева следующей порции отходов или для отопления помещений.

Переработка отходов древесины как бизнес

Деревообработка была и остается одной из наиболее востребованных отраслей хозяйственной деятельности человека. Большие объемы лесозаготовки гарантируют большое количество отходов, что позволяет взглянуть на глубокую переработку древесины не просто как на фактор заботы об окружающей среде, а как на хороший бизнес.

Переработка отходов – прибыльное и полезное дело. Этот бизнес актуален, как никакой другой, отличается низким уровнем конкуренции, гарантирует легкий поиск каналов сбыта.

Осилить переработку отходов сможет не только крупное производственное предприятие, это под силу и мелкому бизнесу. Доступность материала, широкий выбор направлений, простота сбыта готовой продукции – все это делает переработку древесины привлекательным делом.

Оценка статьи:

(1

Источник: https://DrevoGid.com/materialy/pererabotka-othodov.html

Переработанные древесные отходы на пользу промышленности

К древесным отходам относят многие побочные продукты переработки древесины, возникающие на различных стадиях данного процесса.

На первом этапе производственного цикла в местах лесозаготовки остается большое количество некондиционной древесины в виде недоруба, сухостоя, сломанной и раздавленной, вывернутой с корнем и т.п.

Согласно статистическим данным потери при заготовке леса на данном этапе могут достигать 30% от исходного запаса, в том числе 13% благородных сортов древесины.

В настоящее время на территории России преобладаетхлыстовой метод заготовки древесины. На его долю приходится до 85% всех работ. Аналогичная ситуация, кстати, складывается и в Канаде ввиду схожих климатических и ландшафтных условий произрастания лесных массивов.

Хлыстовой метод предполагает вывоз хлыстов или срубленных деревьев на нижний склад, где проводится их первичная обработка. При этом достигается более эффективное использование древесных отходов (увеличение на 20 25%).

Однако, согласно статистическим данным, российские компании, занимающиеся заготовкой леса, часто стремятся к замене хлыстового метода заготовки древесины экономически более выгодным сортиментным, который предполагает проведение первичной обработки непосредственно на лесосеке.

Количество отходов, оставленных на лесосеке, может достигать 40% и более и приводит к значительному снижению эффективности использования лесных ресурсов.

Более того, оставленная в лесу древесина негативно сказывается на экологической ситуации в местах ее заготовки, препятствует росту лесных массивов, может приводить к возникновению лесных пожаров, развитию патогенной микрофлоры. В скандинавских странах при лесозаготовке, в основном, действительно применяется сортиментный метод, однако, осуществляется последующий вывоз отходов с лесосеки, что зачастую игнорируют в России.

Для решения проблемы эффективного использования отходов лесозаготовки необходимо менять законодательство, предусматривая жесткие санкции в отношении компаний, загрязняющих лесосеку. Сучья, пни, сломанные стволы деревьев, кору и даже листья – все это можно переработать с получением полезных продуктов.

Древесная зелень – ценное сырье

Древесная зелень является существенной частью отходов лесозаготовки и содержит разнообразные биологически активные вещества (витамины, микроэлементы и др.), необходимые человеку и животным. В настоящее время рынок данных продуктов заполнен лишь на 10-15%. Особую ценность представляют хвойные породы деревьев (сосна, ель, пихта и др.).

Из иголок можно получать витаминную кормовую муку, пихтовое масло, хлорофилло-каратиновую пасту и другие продукты, которые могут применяться в парфюмерной, пищевой и легкой промышленности. По оценкам специалистов только, например, в Хабаровском крае общая площадь готовых к эксплуатации хвойных лесов составляет более 5 тыс.

га, при этом запас древесной зелени на 1 га оценивается экспертами в 11 т.

В настоящее время древесные покровы практически не обрабатываются, что отчасти связано со значительными трудозатратами (до 70-80% от стоимости конечного продукта), необходимыми на сбор и транспортировку данного вида отходов, которые, тем не менее, сопоставимы с затратами, необходимыми для уборки территории лесосеки и сжигания мусора.

Современные разработки, представленные, например, учеными из Санкт-Петербургской лесотехнической академии, предполагают использование в качестве экстрагирующего агента изопропиловый спирт в концентрации 55-100%, что приводит к более полной экстракции компонентов древесной зелени.

Древесные отходы для строительства

Другие виды древесных отходов применяют для изготовления строительных материалов, таких как древесностружчатая плита, древесноволокнистая плита, арболит и др. Арболит (теплоизоляционный с плотностью до 500 кг/куб.м.

и конструкционный с плотностью 500-850 кг/куб.м.) является сравнительно новым строительным материалом, обладающим высокими энергосберегающими свойствами, морозостойкостью, пожаростойкостью.

Кроме того, данный материал не подвержен воздействию микробной микрофолоры, что определяет возможность его широко применения.

Арболит выгодно отличается от таких строительных материалов как газобетон, керамзитобетон, пенобетон и кирпич по таким показателям как теплопроводность (у арболита 0,08 – 0,17 Вт/м против 0,18 – 1,5 Вт/м других материалов) и плотность (400 – 850 кг/куб.м против 200 – 1200 кг/куб.м.).

Переработка древесных отходов предполагает первоначально их измельчение до однородной массы, для чего используют шредеры, дробилки или щепорубительные машины.

В настоящее время в коммерческой доступности находится большое количество оборудования, производимого зарубежными и российскими компаниями. Например, компания «Термотех»(г.

Брянск) производит рубильные машины РМ-2, РМ-3 и РМ-5, отличающиеся мощностью установленных двигателей (до 30 кВт/ч), производительностью (до 10 м3/ч) и возможным размером перерабатываемой древесины.

Ассоциация предприятий «БМП»(г. Вологда) производит роторные рубительные машины РРМ-5 для получения технологической щепы, устанавливаемые на тракторы с мощностью двигателя 20 – 55 л.с.

и работающие от электродвигателя (11 кВт) или привода трактора. Производительность данного устройства составляет 5 – 20 м3/ч.

Преимущество данной машины в возможности получения щепы на лесосеке, что значительно снижает затраты на транспортировку древесных отходов.

Лигнин-содержащие отходы

В последнее время особое внимание экологов было привлечено к Байкальскому ЦБК, долгие годы загрязнявшему озеро Байкал и прилегающие к нему территории.

В настоящее время решается вопрос утилизации лигнин-содержащих отходов данного комбината, которых по самым скромным подсчетам накопилось около 6 мнл. т. Между тем такие отходы являются одной из основных проблем любого целлюлозно-бумажного производства.

Предложено несколько способов утилизации лигнин-содержащих отходов ЦБ промышленности. Во-первых, их использование для рекультивации несельскохозяйственных почв путем разбавления и проращивания в них семян растений через некоторое время приведет к формированию нового слоя грунта.

Наиболее перспективным способом утилизации отходов, содержащих лигнин, является их пиролизна специальных пиролизных установках (например, ПК-1, 2, 10 … 1000, отличающихся различной производительностью, или пиролизные комплексы, разработанные, например, ООО «Корда»), в результате чего образуется уголь, по физико-химическим свойствам похожий на древесный. Такой уголь может применяться в качестве бытового топлива, поскольку он содержит до 90% углерода, а его теплотворная способность достигает 7000 ккал/кг. Кроме того, лигниновый уголь может применяться в черной и цветной металлургии в качестве восстановителя вместо древесного угля, графита и др.

Помимо угля в процессе пиролизной обработки лигнин-содержащих отходов образуется смола (до 30% по массе), содержащая в совокупности до 50% фенолов, которые могут использоваться в производстве пластмасс, антиокислителей, коптильных препаратов, консервантов и др.

Кроме того, при добавлении лигнина в асфальт улучшаются свойства дорожного покрытия. ООО «НИИ Стромкомпозит» была разработана технология переработки шлама ЦБК в теплоизоляционный материал. Мощность линии по производству плитного утеплителя (плотность 220 – 250 кг/м3) из такого вида отходов ЦБ промышленности по расчетам разработчиков составит 87 тыс. м3.

Таким образом, очевидно, что древесные отходы можно использовать для производства разнообразной полезной продукции.
 

Источник: https://www.equipnet.ru/articles/tech/tech_491.html

Отходы древесины и их рациональное использование

  В настоящее время во всех цивилизованных странах мира всё более актуальным становится вопрос сохранения естественной экологии планеты. Огромные территории подверглись тотальной вырубке лесов, уничтожаются миллионы гектаров лиственных и хвойных насаждений.

Хотя леса и являются возобновляемым ресурсом, но скорость их вырубки намного превышает скорость воспроизводства. Вследствие уничтожения лесов многие территории становятся пустыней, так как выпадающие осадки легко смывают верхний тонкий плодородный слой почвы.

Под угрозой исчезновения оказываются целые экосистемы, растения, грибы, микроорганизмы, воздействующие на состояние питьевой воды, чистоту воздуха и климат. Птицы и животные многих видов оказались на грани вымирания или совсем уже исчезли.

Поэтому воспроизведение лесных массивов, сохранение существующих насаждений и бережное использование древесины становятся приоритетными направлениями в области сохранности и защиты окружающей среды.

Рациональное использование одних только отходов деревообработки и лесопиления многократно улучшило бы положение в сфере снабжения страны лесными материалами, а главное, сократились бы с каждым годом увеличивающиеся объемы вырубки леса. Каждому специалисту деревообрабатывающих предприятий известен тот факт, что от 25 % до 40 % обрабатываемой древесины становятся отходами.

Остатки древесины, хвои и коры деревьев служат сырьем для многих отраслей химической промышленности. Целлюлозно-бумажное производство в качестве сырья использует крупные древесные отходы. Более мелкие отходы находят своё применение в производстве мебели, паркета, бочек, ящиков, паллет.

Но и сами обрезки уже переработанных древесных остатков становятся отходами при производстве в мебельной промышленности, например: ДВП, фанера, шпон, клеёная фанера. Стеновые и теплоизоляционные строительные материалы, такие как гипсодревесные плиты, опилобетон, ДВС и ДСП, так же изготавливаются на основе древесных отходов.

На этапе обжига при производстве кирпича используются и опилки, а так же для очистки стоков от нефтепродуктов. Кору деревьев применяют в изготовлении лекарств в качестве фитопрепаратов и чаев. Дубильные экстракты для обработки кожаных изделий так же изготавливаются из частей коры.

Ветки и листья деревьев используют как компостные материалы для получения органических удобрений для сельского хозяйства, и хорошо, если это действительно так.

Порядка 50 % добываемой древесины поступает на топливные нужды. Щепки, опилки, измельченные кусковые отходы часто используют как топливный ресурс сами лесозаготовительные и деревообрабатывающие предприятия. Это существенно позволяет экономить другие энергоресурсы, такие как нефть, газ, каменный уголь.

Промышленное сжигание остатков древесины ещё не худшее их использование, так как древесные отходы могу просто вывозиться на несанкционированные свалки, где недавно ещё столь ценные деревья сами становятся угрозой окружающей среде.

Один из видов рационального использования мелких древесных остатков – это их переработка в топливный экологически чистый энергоноситель. Наибольшее распространение получили биотопливные брикеты и гранулы (пеллеты),  которые получают из сырья растительного происхождения, способного к горению и древесных отходов.

Топливные брикеты можно использовать не только для обогрева помещений в печах, любых котлах и каминах, но так же и для приготовления еды на гриле. Это отличная замена дровам и углю. А вот для использования гранул требуется приобретение специального пеллетного котла. Производство пеллет не очень сложный процесс, но вот оборудование для него должно быть качественным.

Главное устройство для производства паллет – пресс-гранулятор и именно от него зависит конечный продукт.

Производство биотоплива в виде брикетов и гранул принесёт прибыль не только в случае продажи готового продукта конечному потребителю. Быстроокупаемым оно становится для деревообрабатывающих предприятий. Когда перерабатывается 100 % древесных отходов, начиная с делянки в лесу.

Отсутствуют расходы на утилизацию отходов, отсюда снижается себестоимость работ по заготовке древесины.

Отходы превращаются не только в экологически чистое топливо, но и позволяют отказаться от закупок энергоносителей для обогрева площадей и услуг ТЭЦ и перейти на отопление собственными силами.

На сегодняшний день мы налаживаем по всей России производство заводов с автоматической системой управления с выпускной способностью до 8 тонн биотополива в час. Оборудование, повышенной прочности, выпускаемое нашим НПО прослужит более 15 лет.

Наше конструкторское бюро осуществляет разработку новых изделий, модернизирует созданные, ведёт исследовательскую деятельность в сфере оптимизации производственных процессов. Компания имеет собственную оснащённую производственную площадку, своими силами мы выполняем почти все виды работ.

А наличие бригады монтажников и электромонтажников позволяет создавать линии гранулирования и брикетирования “под ключ”. Также АО НПО “Механика Транс” производит и отдельные элементы единичного оборудования и участков: молотковых дробилок, зерно-шелушильных машин, систем пневмотранспорта, циклонов, бункеров, сепараторов и различных типов транспортеров.

Мы обязательно учтем все Ваши требования и пожелания!

Источник: https://mechtrans.ru/info/othodi-drevesini-i-ih-ratsionalnoe-ispolzovanie

Использование древесных отходов как перспективное экологическое направление – Современные наукоемкие технологии (научный журнал)

1Кильпеляйнен С.А Марков В.И. Виноградова Ж.С. Вовлечение в хозяйственный оборот древесных отходов является одним из важнейших и наиболее перспективных экологических направлений.

В первую очередь решаются вопросы снижения загрязнений окружающей среды и во вторую – реализация энерго-и ресурсосберегающих технологий.

Все древесные отходы можно разделить на две группы в зависимости от их образования и места расположения: лесосечные отходы и отходы лесопереработки и целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП). Объемы и  влияние на окружающую среду каждой группы отходов различны.

Лесосечные отходы образуются на всех стадиях работ от валки до отгрузки. Объем отходов по различным исследованиям составляет около 18% от вывезенной стволовой древесины. Однако в последние годы имеется тенденция к увеличению лесосечных отходов, что становится серьезной лесной экологической проблемой.

Тонкомерная древесины, некачественные части ствола, сучья и ветки, оставленные на лесосеке являются источниками развития болезней леса, увеличения вредных насекомых, но в большей степени увеличивают пожарную опасность. Лесные пожары уничтожают огромное количество лесных запасов, выбрасывают в атмосферу вредные вещества, уменьшают ареал животных и усиливают парниковый эффект.

Отходы лесопиления и ЦБП представляют собой кусковые отходы древесины (рейки, горбыли, вырезки, торцы), опилки и кора. Количество отходов при лесопилении составляет 22-35% от исходного сырья без учета коры.

Утилизация  древесных отходов, как показывает опыт различных стран, различна для каждой группы отходов, но все они основаны на термических и химических процессах и технологиях на их базах. Наибольшие проблемы утилизации возникают с лесосечными отходами.

Это связано с несколькими причинами: удаленностью отходов от места утилизации, их пространственным распределением по площади и загрязненностью. Для отходов второй группы, которые сконцентрированы около мест утилизации, единственной проблемой является наличие в них влаги.

Первым этапом утилизации древесных отходов (обеих групп) является получение из них щепы с помощью рубительных машин (мобильных и стационарных), кроме опилок.

Наиболее перспективным направлением дальнейшей утилизацией для первой группы  отходов является получение жидкого топлива: методом пиролиза. Пиролиз – процесс переработки лигноцеллюлозного материала без доступа воздуха для получения жидких органических топлив – бионефти.

  Второе возможное  направление – это  получение горючих газов (биологическим или термическим разложением). Эти два направления утилизации решают проблемы окружающей среды и энергетических ресурсов.

В настоящее время во многих странах мира проводятся научно-исследовательские работы по внедрению данных технологий в производство. Кроме того возможно получить этанола основе гидролиза древесины. Однако гидролизные технологии, основанные на использовании серной кислоты, являются экологически вредными.

Необходимо, разрабатывать современные экологически чистые технологии эффективного разложения древесины на целлюлозу (полимер глюкозы) и лигнин.

Вторая группа отходов утилизируется путем формирования из них топливных гранул (пиллет), которые используются для производственных нужд лесопильных предприятий и ЦБК.

Производство пиллет включает в себя 5 основных стадий: складирование и подготовка сырья; его сушка до влажности 18-19%; производство пиллет; их охлаждение, упаковка и складирование. Энергосодержание пиллет составляет 17-18 МДж/кг (3 м3 древесных пиллет по энергосодержанию эквивалентны 1 м3 нефти).

Пиллеты могут применяться для получения биосингаза, быстрого пиролиза, производства метанола, газификации, прямого сжигания. Они широко используются в странах Европейского Союза для выработки тепловой и электрической энергии. Из одного килограмма пиллет можно получить около 0.6 кг биосингаза (0.28 кг н.э.

/кг пиллет). Стоимость 1 т биосингаза составляет 250 евро. Биосингаз служит для получения водорода, метанола, аммония, электрической энергии и серы.

Представляется, что все это заслуживает серьезного внимания российских и иностранных лесоразрабатывающих и перерабатывающих компаний.

Библиографическая ссылка

Кильпеляйнен С.А, Марков В.И., Виноградова Ж.С. Использование древесных отходов как перспективное экологическое направление // Современные наукоемкие технологии. – 2006. – № 8. – С. 82-82;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24812 (дата обращения: 02.03.2019).

Источник: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24812

Отходы деревообработки

Сегодня, развитие технологий ресурсосбережения – крайне актуальная тема, отходы деревообрабатывающей отрасли подпадают под категорию материалов, которые нуждаются в рациональном использовании. Однако, невзирая на этот факт, лес не прекращают вырубать и продавать колоссальными объёмами.

Актуальность проблемы

Большая часть деревообрабатывающих заводов по окончанию реализации производства оставляют примерно от 25 до 40 % отходного сырья, которое не используется. Поскольку сохранение лесов представляет собой проблему не отдельно взятой страны, а целого мира, то целесообразно было бы вести нормативы по обращению и продаже. Эти нормы должны распространяться и на древесное утильсырье.

Согласно имеющейся статистической информации, в нашей стране существует наибольший резерв лесных насаждений во всём мире. Они находятся на площади практически 800 тыс. гектар. Этот показатель приблизительно равен 25% лесных массивов всей планеты.

Больше половины лесов расположены на территории дальневосточных регионов и в Сибири.

Лес представляет собой источник сырьевой базы для всех производящих или занимающихся переработкой древесного сырья компаний, но кроме этого в лесу живут многочисленные популяции животных существ, которые погибнут во время вырубки.

Именно по этой причине очень важно перерабатывать отходы древесины, их применение на производстве не только приведет к сохранению первичного древесного материала, но и снизит отходы древесины, чем существенно сократит объем вырубки лесов.

Проблема комплексного применения отходов деревообработки развивается с самого начала лесопильной промышленности. Тогда люди не думали о проблемах экологии, наступающих в результате сокращения зелёных насаждений. По этой причине отходы попросту сжигали, чтобы освободить место.

Однако в процессе эволюции деревообрабатывающих технологий, с развитием и внедрением автоматизированного управления, которое дает возможность извлечь максимум дохода, отношение к отходам осталось неизменным. Небольшие лесоперерабатывающие заводы не желают расходовать свои деньги на то, чтобы развивать технологические схемы переработки и дальнейшего применения.

Какие бывают отходы древесины?

Остатки деревообрабатывающей отрасли делятся на категории, соответственно их происхождению или состоянию:

• первая категория включает горбыли, хвосты и подгорбыльные доски. Горбыль является первой доской, которая получается в процессе распила бревен на доски. Она бывает пропилена только наполовину или вовсе не пропилена
• вторая категория включает кусковые и продольные обрезки, торцы, куски сухих бревен, куски остатки деревянных деталей, кряжи фанерных листов
• в третью категорию относят остатки готовых материалов, например, ДВП, фанеры, шпона, ДСП и других материалов, произведенных из первичных или вторичных лесоматериалов. Чаще всего это отходы после ремонта, а также восстановления строений
• четвёртая категория состоит из стружки, древесной пыли, опилок и коры. Из этих отходов делают древесные плиты.

Кроме этого все отходы делятся на:

• деловые. К ним относят большие куски, к примеру, горбыли или кусковые обрезки. Такое сырье легко переработать и использовать для создания соответствующих материалов
• неделовые. В эту группу входит более мелкая фракция. Для переработки такого сырья нужны определенные условия и аппараты. Такие отходы менее востребованы, потому что их переработка более затратна.

Методы утилизации и переработка отходов древесины

Проблема утилизации остатков деревообрабатывающей отрасли сегодня очень актуальна. К примеру, с территории Москвы на загородные свалки свозится примерно 5 млн. тонн древесного мусора. В остальных регионах, имеющих деревообрабатывающие предприятия, такое же положение.

Процесс утилизации бывает двух видов:

• термический метод или просто сжигание. Этим методом пользуются давно, но он довольно затратен, ведь отходы нужно перевезти в специально отведенное для этого место и там сжечь в особом оборудовании. От этого метода нет никакой пользы, только вред природе
• альтернативный метод. Над этим способом в нашей стране сегодня все чаще задумываются, а в европейских государствах его давно используют. Давно изобретены мусоросжигатели, во время работы которых получается энергия.

Второй метод не только проще первого, но и обладает массой преимуществ. Из никому не нужных остатков можно создать прекрасное сырье для получения газа. В европейских государствах из таких отходов активно получают электрическую энергию и топливо.

Что можно сделать с древесными остатками?

Самым очевидным является прессование. Этот процесс помогает решить два громадные проблемы:

• в 4 – 6 раз снижает транспортные затраты при помощи снижения объема отходов
• удаляет из отходов влагу, а КПД сжигания повышается с 30% до наивысшего уровня, который ограничивается лишь возможностью тепловой установки.

Таким методом получается одна тонна гранулированного или брикетированного сырья из 7-8 кубических метров опилок. Однако самое главное, что получается продукция, имеющая минимальную стоимость продажи 80 Евро за тонну и рентабельность свыше 50%.

А в европейских странах стоимость гранул доходит до 250 Евро за тонну.

Напрашивается вопрос: зачем люди платят такие деньги, а не отапливают, например, дровами? Дрова не подходят для отопления в автоматическом режиме, а гранулы и брикетные шайбы – подходят.

Сегодня на территории северных и восточных регионов государства есть несколько лесопромышленных заводов, которые объединяют в себе лесопилки, деревообрабатывающие мощности, а также химические предприятия, занимающиеся переработкой остатков. Находятся они на одной площадке и обязательно включают полную переработку всех лесоматериалов прибывающих на производство.

Однако самым перспективным сегодня является изготовление брикетированного сырья для топлива. Доказано, что уровень их теплопроводности близок к углю.

К примеру, в процессе сжигания каменного угля образуется тепла 22 МДж/кг, а при сжигании древесных брикетов – 19 МДж/кг. А вот обычные дрова даю только 10 МДж/кг.

Также важно, что в процессе сжигания брикетов образуется очень малый объем золы и газа СО2.

При условии использования особых установок европейского производства, которые выпущены для создания брикетов из опилок, можно загружать влажные опилки. В таких аппаратах осуществляется и сушка сырья.

В этом процессе могут использоваться солома, отходы из зерновых культур, однако с повышением уровня их содержания понижается качество конечного материала.

Пеллеты, содержащие малое количество примесей используются в домашних отопительных котлах, а содержащие много примесей – для промышленных, а также как наполнитель для кошачьих лотков. Однако, как бы то ни было, объем примесей не должен превышать 5%.

Таблица 1. Направления использования древесных отходов

Виды отходовИспользование отходов

Кусковые отходы	Для выработки цельных и клееных заготовок, мел­кой пилопродукции; технологической щепы для производства целлюлозы и другой продукции с из­мельчением древесины; в лесохимическом произ­водстве; в качестве топлива
Опилки	Для производства спирта, кормовых дрожжей, цел­люлозы, древесной муки, строительных материа­лов; в лесохимическом производстве; для хозяйст­венно-бытовых нужд; в сельском хозяйстве; для технологических целей
Стружка	Для изготовления плит, строительных блоков; в ле­сохимическом производстве
Кора	Для получения дубителей в лесохимическом про­изводстве; для изготовления удобрений

Для того, чтобы сделать из остатков производства топливо, понадобится пиролизная установка. Из 17 тонн остатков можно получить около 3 тонн топлива, в том числе бензина 40%, дизтоплива 40%, мазута 20%.

Перерабатывать можно не только опилки. Если долго варить кору и опилки хвойных сортов лесоматериалов образуется конденсат, называемый кубовым остатком. В нем содержатся растворимые в воде биологически активные соединения, оргкислоты, хлорофилл, каротиноиды, витамины и другие ценые вещества.

Из такого сырья производят полезный хвойный экстракт, применяемый в производстве косметических средств, лекарств и кормовых добавок для животных. Из оставшейся в результате варки твердой зелени хвойных лесоматериалов делают кормовую муку. Эта мука характеризуется бактерицидными свойствами, она может быть применима для профилактики туберкулеза рогатого скота.

Все эти варианты представляют собой бизнес направления, которые осуществляются для получения дополнительного дохода.

В это статье мы разобрали самые актуальные вопросы о том, как переработать отходы лесопиления и деревообработки. 

Источник: https://wood-prom.ru/analitika/15274_otkhody-derevoobrabotki

Строй-справка.ру

Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение

Чтобы получить достаточно полное представление об использовании древесины в строительстве, рассмотрим строительные материалы, получаемые из древесных отходов.

Строго говоря, эта группа материалов в большей мере относится к искусственным материалам (ИСК), так как при их получении происходит частичное или полное изменение химического состава древесины под влиянием химической технологии.

Вместе с тем эти материалы можно рассматривать как пример отсутствия четкой границы между природными и искусственными материалами, применяемыми в строительстве. Такие примеры с не вполне четкой границей раздела между этими типами материалов встречаются и при рассмотрении каменных и других материалов.

Сейчас древесные отходы доходят до 140—150 млн. м3 в год, большая часть которых вывозится на свалку или сжигается. До последнего времени в строительной промышленности с пользой использовалось до 25% древесины, получаемой с лесосеки.

В настоящее время объем использования ее нередко возрастает до 75—80%.

Технический прогресс коснулся главным образом механизированного производства столярных и древесноволокнистых плит, деревобетона (арболита), древесностружечных плит, щитов и др.

Эти изделия анизотропны по свойствам, не коробятся, не усыхают и как полуфабрикат используются при производстве красивых фанерованных дверей, встроенной мебели, облицовочных панелей, перегородок, теплоизоляционных изделий и деталей, стеновых блоков и панелей (из арболита), паркета, кровли и т. д.

Из кусковых отходов лесопиления и деревообработки изготовляют клееные панели, щиты и плиты, щитовой паркет, дверные коробки, кровельную и штукатурную дрань, кровельную плитку и гонт; заготовки для столярного производства, арболит и стеновые блоки и панели из него, древесноволокнистые и древесностружечные плиты и др.

Они с успехом заменяют деловую древесину. Очень широко в строительстве используют древесноволокнистые плиты, 1 м3 которых заменяет 2,5 м3 строганых пиломатериалов. Плиты используют для отделки стен, перегородок, дверных проемов, встроенной мебели, кухонной мебели и других элементов в жилых, общественных и промышленных зданиях.

Большим спросом у строителей пользуются также плиты древесностружечные плоского прессования, применяемые в качестве конструкционного и отделочного материала. Особенно часто изделия из древесных отходов используют как теплоизоляционный материал.

Значительное количество древесных кусковых отходов, щепы и стружки, в особенности хвойных пород, может быть использовано при производстве кровельного картона.

При изготовлении опилочных конгломератов на основе вяжущих веществ в смесь вводят песок, гравий, минерализаторы (жидкое стекло, известковое молоко, раствор фтористого натрия и др.). В качестве вяжущих веществ используют цемент, известь, гипс, каустический магнезит и др.

Так, Например, для приготовления ксилолитовой смеси при производстве плит (для устройства полов) используют каустический магнезит, затворяемый на водном растворе хлористого магния.

В полуторном или двойном количестве (по объему) по отношению к магнезиту добавляют в смесь опилки влажностью не более 8%, а при необходимости получения жесткого покрытия (а не пластичного) вносится еще небольшая часть кварцевого песка.

При изготовлении опилочных конгломератов без введения в их состав каких-либо специальных вяжущих веществ учитывают способность древесины к выделению собственных клеящих веществ в процессе гидролитического расщепления лигноуглеводных комплексов клеточных оболочек и полисахаридов.

Технологический регламент характеризуется сушкой и дозированием древесных частиц, формованием и подпрессовкой на поддоне ковра необходимой толщины, горячим прессованием и охлаждением под давлением пресса. Именно по такой схеме изготовляют лигноуглеводные древесные пластики.

На прочность такого пластика оказывает влияние размер древесных частиц: с их измельчением возрастает прочность пластика. Наиболее ответственный режим на стадии горячего прессования ведется при давлении 1—5 МПа и температуре 160—-170°С с последующим охлаждением плит пресса до 20°С. Имеет значение порода исходной древесной смеси.

Сходными в производстве являются пьезотермопластики — плитный или плиточный материал, изготовляемый при высоких давлениях и температуре из древесных отходов, особенно опилок, без добавления связующих веществ.

Существуют две технологические схемы их производства: без предварительной обработки древесных отходов и с обработкой отходов (гидролизом) древесных опилок — горячей водой (или паром), иногда с химикатами. По второму способу получают пластик повышенного качества, например предел прочности при статическом изгибе до 25—40 МПа, при растяжении — до 20—25 МПа, при сжатии — до 60—80 МПа, теплопроводность — 0,24 Вт/(м-К) и т. п.

Пьезотермопластики используют для покрытия полов взамен паркета и изготовления дверей, в качестве отделочного материала и т. д. Из опилок и мелкой стружки после обработки в молотковой дробилке и вибромельнице, формования и горячего прессования получают вибролит.

Плиты из вибролита обладают достаточно высокими показателями качества: плотность 400— 800 кг/м3, предел прочности при статическом изгибе 3—13 МПа, теплопроводность 0,08—0,09 Вт/(м-К) и т. п.

Вибролит используют для настила черного пола, устройства перегородок, щитовых дверей, изготовления встроенной мебели и пр.

Из коры и сучьев получают материалы и изделия на основе вяжущих или без них. Так, например, с применением гипсового вяжущего получают королит.

Для этого подсушенную, измельченную и просеянную кору загружают в смеситель, заливают растворами антисептика (например, оксилифениланатрия) и ингибитора (например, казеина, буры, мездрового клея).

Смесь соединяют с гипсовым вяжущим веществом, перемешивают до однородного состояния и уплотняют в формах при давлении 0,03—0,04 МПа. Вместо гипсового вяжущего можно использовать также портландцемент и цементно-песчаный раствор. Королит применяют как утеплитель полов и стен.

Среди других изделий, изготовленных из коры и сучьев с добавлением или без добавления связующих, следует отметить изоляционные плиты, плиты из цельной коры, сучкоблоки и др.

В плитах из цельной коры ели, пихты или лиственницы отсутствует какое-ли- бо дополнительно введенное вяжущее или клеящее вещество. Для их получения снимают кору специальным образом со ствола, обрабатывают и склеивают ее в листы путем прессования. Эти плиты имеют длину до 3 м, ширину 0,4—1,2 м и толщину до 25 мм.

Используют их для обшивки стен, перегородок, устройства кровли (иногда с покрытием известковым раствором). При изготовлении сучкобло- я ков используют отходы от лесозаготовок — свежесрубленные ветви сосны, ели, ивы, пихты, кедра и др.

Спрессованный готовый блок из ветвей стягивают в двух местах проволокой диаметром 3 мм, а не- щ ровности в виде боковых сучков удаляют циркулярной пилой. Блоки антисептируют, подвергают атмосферной сушке до влажности 20—30%, используют в бескаркасном одноэтажном строительстве, а также для изоляции.

При увеличении высоты зданий их применяют в сочетании с металлической арматурой диаметром 4—8 мм, укладываемой на уровне перемычки, подоконников и др. Размеры сучкоблоков: конструктивных — 500×450×350 мм, изоляционных — 500×450×250 мм.

Кроме рассмотренных выше материалов и изделий из древесных отходов имеется большое количество освоенных промышленностью и широко применяемых традиционных органических теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных материалов — камышитовые плиты, торфяные плиты и др.

Материалы и изделия с применением отходов древесины, часть которых была указана выше, являются, как правило, типичными представителями строительных конгломератов, получаемых на искусственных или естественных (лигнин, полисахариды) связующих веществах.

Несомненно”, что при оптимальных структурах они обладают комплексом наилучших показателей свойств, поэтому их состав следует определять с учетом ранее изложенных общих закономерностей (см. гл. 5).

Источник: https://stroy-spravka.ru/article/ispolzovanie-drevesnykh-otkhodov

Перспективы использования древесных отходов

Проблема переработки древесных отходов существует давно и до настоящего времени не потеряла своей актуальности.

Основными источниками образования отходов являются различные лесопромышленные комплексы и деревоперерабатываю-щие предприятия.

Эти отходы могут найти применение в производстве щепы и стружки, которая, в свою очередь, является ценным сырьем для производства различных материалов и изделий.

Древесно-растительные отходы образуются при санитарных рубках, в городском хозяйстве при проведении ежегодных сезонных работ по уходу за зелеными насаждениями (скошенная трава, опавшая листва, ветки от обрезки и древесина от валки деревьев).

Эти отходы в составе бытовых захоранивают на полигонах ТБО и свалках, тогда как существует возможность получения из них ценного компоста, пригодного для дальнейшего использования.

Древесные остатки являются естественным источником органических удобрений, так необходимых растениям для роста и развития.

По результатам исследований ученых (Лобанов, 1953; Шубин, 1957; Шмаков, 1991; Мочалов, 2009) установлено, что компост на основе древесных остатков повышает плодородие почвы, так как восполняются питательные вещества, выносимые из почвы (N, Р, К и др.).

Древесные отходы на 95% состоят из клеточных оболочек, которые содержат 44-46% целлюлозы, 20-30% – лигнина, 15-17 % гемицеллюлозы, 13-15% жиров, смол, воска, белков.

Древесина содержит много углерода (49,5 %) и сравнительно бедна азотом (0,1-1,2%) (Соломина, 2004), поэтому широкое применение одних древесных остатков в качестве удобрения малоэффективно.

Для удобрения почвы лучше использовать готовые компосты на основе древесно-растительных остатков.

В Архангельском институте леса и лесохимии проводились работы по использованию в качестве органических удобрений компостов на основе древесной коры.

Компосты использовались в лесных питомниках при выращивании сеянцев хвойных пород в теплицах и открытом грунте (Синников, Мочалов, 1977).

Для таких компостов характерно высокое содержание подвижных форм азота, фосфора и калия, что в значительной степени снижает расход минеральных удобрений. Имеется и еще ряд работ, подтверждающих возможность использования подобных компостов.

В последнее время в большинстве стран с интенсивным ведением лесного хозяйства расширяется производство и использование посадочного материала с закрытой корневой системой. Такой посадочный материал имеет более высокий показатель приживаемости в неблагоприятных условиях произрастания, обладает высокими темпами роста в высоту.

Посадку таких сеянцев и саженцев производят не только весной, осенью, но и летом и даже зимой, когда почва ещё не про -мерзла при невысоком снежном покрове (Лихоманов, 1982; Жигунов, 1990, 1998).

В качестве субстрата для заполнения контейнеров используют торф с минеральными добавками или субстраты на его основе.

Данный способ подходит для выращивания различных растений и, особенно хвойных пород, плохо переносящих пересадку. Способы переработки и полевого компостирования древесно-растительных отходов в Московской области, разработанные А.А.

Рожко (2009), показали, что почвенный субстрат на основе компостов из этих отходов можно использовать в питомнике для выращивания саженцев и сеянцев с закрытой корневой системой.

Наилучший эффект при выращивании саженцев был получен при использовании почвенной смеси, где содержание компоста из древесно-растительных отходов находилось в пределах 40-60%. Оптимальным соотношением компонентов почвенной смеси является 1,5: 1.

Компостированию древесных отходов предшествует их измельчение и переработка в стандартную щепу размером 25-50 мм. Большая площадь общей поверхности измельченных древесно-растительных отходов создает благоприятные условия для лучшей аэрации и ускорения биологических процессов.

Для измельчения древесных остатков используют передвижные рубильные машины TT-97R (производства Финляндии) на базе трактора К-700А; для переработки древесно-растительных отходов в щепу непосредственно на месте рубок – навесные рубильные машины ТР 860 РН на базе трактора МТЗ 82.

Структура технологического процесса компостирования древесно-растительных отходов приведена на рисунке. Технология компостирования переработанных древесно-растительных отходов заключается в следующем.

Для формирования и перемешивания буртов на площадке компостирования используют автопогрузчик VOLVO с ковшом емкостью 2 м.

Содержание влаги – один из наиболее важных показателей оптимального компостирования.

При компостировании древесно-растительных отходов исходную влажность поддерживают в пределах 60-70%, поэтому при формировании бурта сырье обильно проливается водой.

Для удержания воды по верхней кромке бурта устраивается канавка шириной и глубиной около 0,5 м. В дальнейшем пролив производится по необходимости, в зависимости от влажности бурта.

Доступ воздуха внутрь бурта обеспечивается регулярным еженедельным перемешиванием сырья с помощью ковша емкостью 2 м тракторного погрузчика. Перемешивание производится путем перемещения (пересыпания) бурта на соседнее свободное место с краю площадки. На место перемещенного бурта пересыпается соседний и т. д. Следующее перемешивание производится в обратном порядке.

Рисунок. Структура технологического процесса переработки и компостирования древесно-растительных отходов

Большое влияние на процесс компостирования оказывают углерод и азотистые вещества. Для интенсивного протекания процесса компостирования желательно, чтобы соотношениеC:N составляло от 25:1 до 30:1. В древесных отходах содержание азота, фосфора, калия значительно меньше, чем углерода, поэтому для соблюдения оптимального соотношения C:Nприменяют добавки в виде минеральных удобрений.

Неотъемлемой частью технологии является контроль физико-химических параметров и состава компостируемой массы.

При закладке бурта компостирования должны соблюдаться следующие технологические условия: объем сырья в бурте не менее 100 м , оптимальная температура 50-70°С, влажность в бурте 60-70%; состав компостируемой массы: 50% свежей щепы, 30% зеленой массы, 20% отсева после компостирования.

Полученный компост обладает достаточно высоким содержанием питательных элементов (калий – 2319 мг/кг, фосфор – 272 мг/кг) и органического вещества (около 51,5 %) и имеет слабощелочную реакцию среды (рН 6,8) (Рожко, 2009). При соблюдении всех технологических условий срок компостирования независимо от времени года и внешней температуры составляет 6 месяцев.

Обобщая результаты исследований, опубликованных в научной литературе по использованию древесно-растительньгх компостов, можно говорить о целесообразности компостов из древесно-растительньгх отходов в качестве органических добавок в грунт. Слабощелочная реакция среды компостов обеспечивает благоприятную среду для выращивания саженцев многих древесных пород – ели, пихты, сосны, бука, граба, дуба, липы, каштана, тиса и др.

Таким образом, использование древесно-растительных отходов для приготовления компостов позволяет решить актуальные экологические задачи, стоящие перед регионом:

• уменьшить объем вывоза отходов на полигоны захоронения ТБО;
• снизить негативное воздействие автотранспорта на окружающую среду в результате уменьшения грузопотоков ТБО;
• уменьшить объем завоза растительных грунтов и удобрений для нужд города;
• использовать отходы в качестве вторичного ресурса городского хозяйства и рекультивации техногенно-загрязненных почв в условиях городской среды;
• восстановить плодородие деградированных почв питомников и продлить сроки их эффективного функционирования с применением интенсивных технологий выращивания посадочного материала.

Источник: https://ztbo.ru/o-tbo/lit/problemi-rekultivacii-otxodov/perspektivi-ispolzovaniya-drevesnix-otxodov