Переработка низкокачественной древесины и другого сырья от лесозаготовок

Переработка низкокачественной древесины и другого сырья от лесозаготовок

В настоящее время сложились основные направления использования низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок.

Из низкокачественной древесины производят технологическую щепу, делают заготовки и детали деревянной тары, изготовляют балансы для целлюлозно-бумажной промышленности. Щепу используют для производства строительных материалов, арболита, паркетных щитов, шпона, упаковочной стружки. Из низкокачественной древесины можно производить кровель-ные материалы (дрань, плитки, гонт), штукатурную дрань, лыжные заготовки, многочисленные бытовые изделия (лопаты, топорища, черенки и т. д.). Бытовые изделия и другие предметы ширпотреба изготовляются главным образом предприятиями лесного и сельского хозяйства. В лесозаготовительных предприятиях низкокачественная древесина перерабатывается в основном на щепу, тару и балансы.

Отходы лесозаготовок находят применение для производства технологической щепы, арболита, древесных пластиков. Они используются также в качестве топлива. В принципе возможна энергохимическая переработка отходов с получением генераторного газа для дизелей и ряда химических продуктов -- фенолов, пека, уксусной кислоты и др.

Древесная зелень перерабатывается на хвойно-витаминную муку, из зелени делают пасту и хвойные лечебные экстракты. Кора может быть использована для производства плитных материалов, дубильных экстрактов, удобрений, топлива. Опилки используются в основном для гидролизно-дрожжевого производства, а также для выработки целлюлозы, стружечных плит, древесной муки, их применяют в качестве топлива. Главным образом используют опилки, которые получаются в лесопильно-деревообрабатывающей промышленности. В лесозаготовительных предприятиях опилки используют в качестве топлива, сжигая их в котельных электростанций.

Производство технологической щепы

Щепа для производства целлюлозы, древесных плит и продукции лесохимических и гидролизных производств называется технологической щепой. Производство технологической щепы является наиболее массовым и универсальным способом использования низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок.

Производство щепы сравнительно молодая область промышленной деятельности лесозаготовительных предприятий. Однако благодаря своей эффективности, высокому уровню механизации производственного процесса, возможности полного использования практически любой древесины, неограниченному спросу на щепу, производство ее развивается очень быстрыми темпами. Эта щепа является полноценным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности и изготовления плит, с успехом заменяя деловую балансовую древесину. Считается, что 1,1 м3 щепы, полученной из низкокачественной древесины и отходов равноценны кубометру деловой древесины.

Производство технологической щепы в лесозаготовительных предприятиях организуется на нижних складах, где концентрируется вся заготовляемая древесина, в том числе и низкокачественная. Получение щепы возможно также и непосредственно в лесу.

Технологическая щепа различается по размерам (длине и толщине), породному составу, количеству примесей коры, гнилей и минеральных включений, а также по ряду других признаков. Требования к щепе определяются характером и особенностями тех производств, для которых она предназначается.

Если проанализировать требования к щепе, предназначенной для использования в разных производствах, то нетрудно заметить одну принципиальную особенность, которая существенно влияет на технологию производства щепы. Эта особенность заключается в допустимых нормах примесей коры в щепе. В целлюлозно-бумажном производстве используется щепа, примесь коры в которой в зависимости от сортности и способа варки не должна превышать 1...3%. На практике это означает, что сырье для выработки такой щепы должно быть окоренным. Щепа для производства плит может иметь 12... 15% коры, следовательно она может производиться из неокоренного сырья. Наконец, в щепе, кроме коры, допускается до 5 % зелени. Такая щепа, получившая название «зеленой щепы», может изготовляться из целых маломерных деревьев или сучьев вместе с хвоей, хвойной лапкой, листьями и неодревесневшими побегами.

Производство технологической щепы из низкокачественной древесины складывается из следующих операций: раскалывания чураков, окорки поленьев, удаления гнили, измельчения поленьев на щепу, сортировки щепы и транспортировки на склад или погрузки в вагоны-щеповозы или в автощеповозы.

Производство деревянной тары

Потребность народного хозяйства в таре очень велика; она увеличивается по мере роста выпуска промышленной продукции, товаров народного потребления, продукции сельского хозяйства.

В настоящее время все более широкое распространение получают новые виды упаковки -- картонная тара из влагостойких материалов, бумажные мешки, ящики из полимерных материалов и др.

Производство деревянной тары широко развито в лесозаготовительных предприятиях. Это и понятно, если учесть, что именно здесь в значительных объемах сосредотачивается низкокачественная древесина, служащая основным сырьем для тарного производства.

На нижних складах или в непосредственной близости от них строят тарные цехи, оснащают их станочным оборудованием, устраивают площадки для сырья и готовой продукции. Сырье для тарных цехов отсортировывают на нижнем складе в процессе раскряжевки хлыстов и сортировки лесоматериалов.

Эффективность производства деревянной тары в условиях лесозаготовительных предприятий определяется грузооборотом нижнего склада, от которого зависит и объем сырья для выпуска тары, породным и качественным составом лесфонда, видом выпускаемой продукции, технологией, оборудованием.

Сырье. Наряду с низкокачественной древесиной для выработки заготовок и деталей деревянной тары используются также круглые лесоматериалы 4-го сорта хвойных (ГОСТ 9463--72) и лиственных (ГОСТ 9462--71) пород.

В производстве тары находят применение также отходы лесосечных и шпалопильных цехов лесозаготовительных предприятий.

Основные требования к сырью для производства тарных материалов изложены в отраслевом стандарте ОСТ 13-76--79 «Сырье древесное для технологической переработки. Технические условия».

Для производства тарных заготовок и деталей используется древесина всех пород, как хвойных, так и лиственных. Длина сырья может быть от 0,1 до 6,5 м с градацией через 0,1 м. Диаметр -- от 10 см и выше. В древесине толщиной до 30 см не допускаются здоровые сучки диаметром более 8 см, при большей толщине древесины здоровые сучки не учитываются. Допускаются табачные сучки диаметром до 7 см, если количество их не превышает 5 шт. на 1 м длины.

В сырье не допускается наружная трухлявая гниль. В древесине диаметром более 60 см возможна любая гниль при условии, что толщина здоровой части будет иметь по радиусу не менее 10 см. Допускается червоточина, если имеется не более 10 отверстий на 1 м длины. Простая кривизна может быть до 8 %, сложная-- не более 4%. Не разрешается использовать обугленное сырье. Сырье может поставляться как в коре, так и без коры. Сучки могут иметь высоту до 5 см.

Примерно аналогичные размерные и качественные признаки рекомендованы для круглых лесоматериалов 4-го сорта стандартами.

Продукция. В тарных цехах лесозаготовительных предприятий тара делается не в окончательном виде, т. е. не ящики или бочки, а в виде заготовок и деталей для нее. В цехах делают дощечки и планки для ящичной тары и клепку -- для бочковой. Эти изделия выпускают в виде тарных комплектов, т. е. наборов дощечек и планок для выпуска тары определенной спецификации, размеров и назначения.

Ящичная тара делится на промышленную и плодовоовощную.

По конструкции она может быть разборной, неразборной, складной и разборно-складной. По сроку эксплуатации тара разделяется на многооборотную и разового пользования. На лесозаготовительных предприятиях производят в основном тарные комплекты для многооборотной тонкостенной плодово-овощной и промышленной тары для грузов массой до 200 кг.

Дощечки делают толщиной от 4 до 32 мм, планки -- от 13 до 32 мм. Наименьшая ширина дощечки составляет 40; 50 и 60 мм. Наибольшее распространение имеют ящики со следую-щими размерами деталей, мм: длина 410.. .825, ширина 50.. .110, толщина 8.. .13.

Для изготовления бочек выпускаются боковые дощечки шириной от 50 до ПО мм, а донник -- от 60 до 180 мм. Толщина дощечек 19 или 22 мм. Длина боковых доще-чек от 380 до 810 мм, донника -- от 280 до 680 мм.

Производство тарных материалов связано с первичным и вторичным раскроем. Сначала сырье распиливается на полуфабрикаты (лафеты, сегменты, бруски), а полуфабрикаты в свою очередь на дощечки и планки. Благодаря такому двойному раскрою в наибольшей степени используется здоровая часть древесного сырья, а гниль уходит в отходы. Это требует правильного выбора способов раскроя с учетом размерно-качественной характеристики сырья и спецификации продукции цеха.

Наиболее высокий выход продукции получают при индивидуальном раскрое, когда учитываются особенности каждого кряжа. Однако производительность оборудования и рабочих цеха при этом ниже, чем при групповом раскрое. Групповой раскрой производится за один проход бревна через головной станок, индивидуальный -- за несколько проходов.

Групповой раскрой применяют, когда сырье имеет примерно одинаковые размеры и относительно однородно по качеству.

Производство арболита

«Арболитом называется строительный материал, изготовляемый из смеси древесного заполнителя, цемента, химических добавок и воды. В строительстве он применяется в виде стеновых камней, крупных блоков, панелей и плит. Выпускается арболит следующих марок: 5 и 10 -- для теплоизоляционных изделий. Марка арболита определяет предел прочности на сжатие контрольных кубов размером 150Х Х150Х150 мм. затвердевающих при температуре 18.. .25 °С и испытанных в возрасте 28 сут.

В качестве заполнителя при производстве арболита используют дробленку, которую получают из технологической щепы, а также стружку. Таким образом, производство арболита является одним из направлений ис-пользования низкокачественной древесины и древесных отходов.

Древесные отходы (лучше всего в виде технологической щепы) необходимо предварительно выдерживать при плюсовой температуре.

Это нужно для того, чтобы все растворимые вещества под действием ветра, тепла, солнца и других факторов перешли в нерастворимые формы. Благодаря выдержке улучшается процесс схватывания и твердения цемента. Щепа из хвойных пород выдерживается в течение 2.. .3 мес., из твердолиственных -- до 5 мес. На качество арболита влияет время заготовки древесины, поэтому предпочтение отдается отходам, полученным из древесины осенней и зимней заготовки, т. е. в периоды, когда нет сокодвижения в деревьях». [2.С.254- 255]

В соответствии с ГОСТ древесный заполнитель (дробленка) должен отвечать следующим требованиям: длина частиц не должна быть более 40 мм, толщина не более 5 мм, ширина -- 10 мм.

Дробленку получают измельчением щепы на молотковых мельницах (ДМ-1, ДМ-3, ДРБ-300, ДРО). Затем дробленку сортируют для отделения от нее частиц, непригодных для производства арболита. Транспортируют дробленку пневмотранспортными установками или ленточными транспортерами.

Перед приготовлением арболитовой массы древесный заполнитель увлажняют замачиванием в ваннах. В раствор добавляют различные добавки, которые ускоряют процесс схватывания и отвердения цемента.

Для приготовления арболита применяется портландцемент марок 500 и 600, а также другие цементы. Портландцемент является гидравлическим вяжущим веществом, твердеющим на воздухе и в воде. Его получают путем тонкого совместного помола клинкера и гипса. Цемент в арболите играет роль вяжущего вещества.

Арболитовая масса получается перемешиванием компонентов, т. е. древесного заполнителя, цемента, химикатов, воды. Все компоненты поступают в смесь в определенных дозах, в строго заданных количествах. Так, для получения 1 м3 арболита марки 35 из отходов лесозаготовок требуется 240 кг сухой дробленки, 380 кг цемента, 440 л воды, 7 кг хлористого кальция. Дозировка зависит от вида древесного заполнителя, марки цемента, заданной марки арболита. Компоненты перемешивают в течение 5.. .6 мин в бетоносмесителях.

Формование изделий может производиться различными способами: горизонтальным и вертикальным прессованием, вибрацией, трамбованием, вибропрокатом. Сформированное изделие проходит дальнейшие технологические стадии -- твердение, распалубку, выдержку. Обычно арболит твердеет

В естественных условиях при температуре 15.. .18°. Для ускорения этого процесса температуру поднимают до 40° и выдерживают в течение 1 сут. После этого арболит должен еще твердеть в помещении в течение 7--10 сут. После распалубки (т. е. выемки из форм) и выдержки изделий в теплом помещении их вывозят на склад готовой продукции, где они хранятся при влажности не более 25 % до набора стандартной марочной прочности.

 Производство  паркетных щитов

Паркетные щиты применяются для настила полов. Они представляют собой клееную конструкцию, состоящую из нескольких слоев. Основой щита является древесностружечная плита 3. Чтобы усилить плиту и придать ей жесткость, на обе ее стороны наклеивают шпон -- сверху подслой 2 и снизу оборотный слой 4. Толщина шпона 1,2. ..1,5 мм.

Верхней частью паркетного щита является лицевой слой, который имеет прежде всего декоративное значение и в этом смысле не уступает обычным паркетным покрытиям. Кроме того, он непосредственно воспринимает внешние воздействия. Толщина лицевого слоя 4 мм.

Паркетные щиты делаются размером 0,6x0,6 м. Этот размер позволяет рационально раскраивать древесностружечные плиты, он соответствует строительному модулю. Щиты такого размера удобны при транспортировке и устройстве полов. При устройстве полов паркетные щиты соединяют рейками, которые вставляют в паз, выфрезерованный в кромках щита.

«Производство паркетных щитов заключается в выполнении ряда операций по раскрою плиты и шпона, их склеиванию и обработке.