Дерево время разложения содержание вредных веществ способы переработки

Технология переработки древесины и ее отходов

Являясь общедоступным и легковосстанавливающимся природным ресурсом, известным людям с древних времен, древесина представляет собой универсальное и практичное сырье, из которого человек научился изготавливать огромное количество самых разнообразных вещей, включая полуфабрикаты, готовые изделия и другие продукты.

В мире постоянно появляются технологии и новые методы переработки этого материала, позволяющие использовать его максимально рационально с учетом всех свойств и характеристик. Причем с этой целью используются не только основные части стволов деревьев, но и отходы деревообработки, такие как обрезки, щепа, опилки и т.д.

Основные методы переработки древесины

Для того чтобы древесина стала пригодной для промышленного производства, ей необходимо пройти соответствующую обработку и переработку с использованием специальных технологий и оборудования.

Под биологической переработкой древесины принято понимать процесс, в результате которого из сырья низкого качества производятся продукты, использующиеся в различных отраслях народного хозяйства. Это кормовые белковые дрожжи и другие ценные продукты микробиологического синтеза. Кроме того, таким способом из нее вырабатывается этиловый спирт, фурфурол, ксилит.

Механическая переработка представляет собой комплекс операций, направленных на изменение формы и объема исходного сырья без трансформации ее содержания. Чаще всего этот процесс сопровождается разрывом связей между волокнами в результате ее пиления, строгания, фрезерования и других операций.

Химическая переработка заключается в воздействии на древесное сырье химическими соединениями различного типа.

В ее состав входит несколько основных производств:

• Целлюлозно-бумажное (изготовление картона и бумаги);
• Гидролиз;
• Пиролиз (или сухую перегонку);
• Канифольно-скипидарное производство.

Как своими руками можно сделать измельчитель для переработки древесины, расскажет видео:

Пиролиз

Под термином «пиролиз» принято понимать процесс «сухой перегонки», разложения древесины при ее нагревании до 450 градусов в безвоздушном пространстве, с получением жидких, газообразных продуктов и твердого остатка – древесного угля.

Технология пиролиза древесины заключается в последовательном выполнении следующих этапов:

• Разбивку используемого сырья на куски.
• Сушку древесины, подвергшейся разделке.
• Сам процесс пиролиза.
• Охлаждение и стабилизацию угольной массы с целью предотвращения ее воспламенения.
• Конденсацию паров образовавшихся летучих соединений.

В промышленных масштабах этот способ переработки древесины стал практиковаться в 19 веке, причем, для получения конечного продукта, которым в этом случае являлась уксусная кислота, использовалось сырье лиственных пород дерева.

И сегодня пиролиз древесины осуществляется, преимущественно, с использованием древесины лиственных деревьев (например, березы). Гораздо реже, при комплексной переработке, для этого используется сырье хвойных пород. При этом в результате пиролиза березы с влажностью 10-15 %, образуется около 25 % древесного угля, 50 % жидких (так называемая жижка) и около 23 % газообразных продуктов.

Схематичное изображение процесса пиролиза древесины

Полученный древесный уголь сортируется в зависимости от размеров его фракций и отправляется непосредственно к заказчику или идет в дальнейшую переработку. В результате отстаивания жидкого остатка получается смола, из которой вырабатывается большое количество ценных продуктов, в том числе уксусная кислота, метанол, альдегиды, кетоны, сложные эфиры и т.д.

В состав газообразных продуктов, образующихся в результате пиролиза древесины, входят диоксид (45-55% от общей массы), оксид углерода(28-32%), метан (8-21%) и другие углеводороды.

Осуществление процесса в домашних условиях

Технология пиролиза древесины используется как в промышленных масштабах, так и в домашних условиях. Одним из примеров индивидуального использования данного метода переработки древесины является домашняя пиролизная установка, предназначенная для утилизации древесных отходов и получения бесплатной энергии для обогрева теплиц, подсобных помещений и жилых домов.

В данном случае, оценивая древесину как источник энергии по общепринятой шкале из пяти баллов, этому материалу можно присвоить «отлично» за доступность, невысокую стоимость и практичность.

Газификация древесины

Одним из вариантов переработки древесины является ее газификация – процесс, заключающийся в превращении твердого сырья в газообразное топливо. В отличие от сгорания, данная технологическая операция производится при ограниченном поступлении воздуха в газогенераторную установку, достаточном только для образования оксида углерода.

Газификация включает два основных процесса: прямой и обращенный. При протекании первого движение газов в газогенераторе происходит в направлении снизу вверх. То есть воздух проходит в установку через специальное отверстие – поддувало, расположенное под колосниковой решеткой, а через верхнюю часть устройства выводятся продукты, полученные в результате газификации.

В установках, работающих по обращенному принципу, движение газов осуществляется в противоположном направлении: сверху вниз. Подвод воздуха производится через отверстие над колосниковой решеткой, а продукты газификации выходят в нижней части генератора.

Основной целью данного типа переработки является получение горючего газа, используемого для получения энергии с одновременной утилизацией отходов лесопереработки. Наиболее распространенными примерами практического применения газификации являются газогенераторные твердотопливные котлы, а также двигатели внутреннего сгорания и т.д.

Принцип работы газогенераторного котла длительного горения «Траян»:

Гидролиз

Одним из распространенных методов переработки древесины является ее гидролиз, специфический процесс, в ходе которого древесное сырье подвергается воздействию слабыми кислотами. На промышленном производстве реакции гидролиза протекают в специальных устройствах – автоклавах, куда помещается исходное сырье, серная кислота и пар.

В автоклаве создаются определенные условия (повышенная температура и уровень давления), в результате сочетания которых с воздействием кислоты происходит разложение целлюлозы и гемицеллюлозы, являющихся основными компонентами древесины. При протекании этого процесса образуются растворы простых сахаров, в твердом состоянии содержащие лигнин и летучие вещества.

Твердая часть древесины, лигнин, является побочным продуктом данного вида переработки. Она отделяется от массы общего раствора, который направляется в испаритель, где из него выделяются фурфурол, пары уксусной и муравьиной кислот и метилового спирта.

После этого в оставшуюся часть раствора вводится гашеная известь, нейтрализующая серную кислоту, в результате чего происходит образование гипсового шлама и очищенных сахаристых веществ. Данные вещества отправляются на дальнейшую переработку, подвергаясь брожению, после чего из них выделяется этиловый спирт 1,2-1,6%.

Оборудование для переработки и измельчения древесины

Для получения конечного продукта из сырья древесного происхождения используется оборудование различных видов, включая:

• Тихоходные измельчители, использующиеся для производства щепы с размерами от 8 до 10 мм.
• Шредеры, служат для измельчения отходов древесины различного размера. В качестве основного элемента в них используются специальные режущие ножи.
• Горизонтальные шредеры. Обрабатывают длинномерные и короткие отходы.
• Брикетировочные прессы. Используются для изготовления брикетов, предназначенных для отопления.
• Силосы. Предназначаются для хранения, перевозки и разгрузки.

Так выглядит стандартный станок, предназначенный для измельчения древесины в щепу

Измельчители

Измельчители древесины представляют собой устройства, основным назначением которых является переработка древесины с дефектами и ее отходов типа горбыля, рейки, а также срезов и веток в щепу технологического назначения.

По типу строения рабочего органа данные агрегаты разделяют на следующие группы:

• Барабанные измельчители. (Включает машины ножевого, резцового и молоткового типа).
• Дисковые.
• Роторные.

По типу загрузки:

• Машины с горизонтальной
• и наклонной загрузкой.

По типу выгрузки:

По характеру использования:

Молотковые дробилки

Молотковой дробилкой называется механическая машина дробильного типа, служащая для разрушения исходного древесного сырья посредством ударов молотков, зафиксированных на роторе, вращающемся с высокой скоростью или разрушения ткани дерева за счет ударов его кусков о плиту корпуса устройства.

Данный агрегат отличается множеством положительных характеристик, включая:

• Универсальность (может работать с отходами любого типа).
• Мощность. (возможна переработка сучьев с диаметром до 46 см).
• Безотходность.

Дробильные машины

Дробильными машинами для древесины принято называть специальное оборудование, использующееся для дробления и измельчения древесины и древесных отходов. Результатом такой переработки является щепа – древесные частицы небольших размеров, использующиеся по различному назначению.

Различают дробилки стационарного и мобильного типа, использующиеся в деревообрабатывающих цехах или на вывозе. Они могут иметь различную мощность, позволяющую этим агрегатам производить конечный продукт различного состава и фракций. Далее щепа используется в качестве топлива или для изготовления других продуктов.

На видео показана работа измельчителя древесины в щепу:

Утилизация древесины

Одним из важнейших этапов работы деревообрабатывающего производства является переработка отходов древесины. Чаще всего побочные продукты ее производства используются в качестве недорогого источника энергии. Данная отрасль переработки является очень перспективной и активно развивается в настоящее время.

Кроме того, для утилизации древесины используются и другие способы. К ним относятся:

• Производство древесного угля и древесноугольных брикетов.
• Брикетирование отходов деревообработки мелкого размера.
• Газификация.

Источник

Способы утилизации и переработки древесных отходов

Автор: Андрей Арбатов · Опубликовано 31.01.2019 · Обновлено 03.02.2019

Деревообрабатывающая отрасль – один из тех видов промышленности, где образуется наибольшее количество отходов. Древесный отход появляется на любых этапах технологического процесса с участием древесины. Древесина востребована в абсолютно различных видах производства, часто выступает топливом.

Появление и применение отходов древесины

Внушительные объемы отходов деревообрабатывающего производства скапливаются при лесопилении. Приблизительно 60% сырья становится основной продукцией, остальные 40% являются отходами. Среди них части досок, обрезки участков с дефектами, горбыли, рейки, кора, мелкие фракции, появляющиеся после распила.

Из общего числа отходов древесины около 60-70% выступают вторичным сырьем, остальные же либо утилизируются, либо выбрасываются на свалки, тем самым оказывая негативное воздействие на экологическую обстановку. Такая статистика помогает понять, чем объясняется большое количество отходов при обработке древесины, при более детальном ее рассмотрении.

Интересно! Актуальным вопросом сейчас является внедрение и попытки использования технологии ресурсосбережения, в том числе это относится и к остаткам деревообработки. На данный момент вырубка лесов не прекращена, как и продажа древесины в любых объемах.

Классификация отходов древесины

Остатки материалов в отрасли лесопиления и деревообработки принято делить на несколько групп по происхождению и качеству.

Первая группа

К первой категории остатков после переработки дерева относятся хвосты, подгорбыльные доски и непосредственно горбыль. Когда происходит распил бревна на доски, отходом является самая первая доска, которую распиливают наполовину или не пропиливают вовсе.

Вторая группа

Ко второй группе отходов пиломатериалов относятся различные обрезки, в том числе кусковые, продольные, поперечные, торцовые срезы, обрезки сухих бревен, срез заготовок, карандаши, части и детали из дерева.

К этой категории отходов относятся также те остатки, на которых имеется брак и вырезка.

Третья группа

К этой категории древесных отходов можно отнести любые обрезки от готовых предметов и материалов, например, фанеры, шпона, клееной фанеры, ДСП, ДВП, ДВСП.

К этой же группе относятся остальные древесные материалы, которые были изготовлены как с первичного, так и со вторичного сырья и полностью подготовлены к эксплуатации. Появляются такие остатки в результате проведенного ремонта или демонтажа.

Четвёртая группа

К 4 группе отходов относятся самые мелкие и сыпучие материалы, в том числе кора, опилки, стружка, древесная пыль, которая образуется в процессе шлифовки древесины.

Переработка отходов древесины четвертой группы позволяет создать вторичное сырье для дальнейшего изготовления древесных плит. Для технологического процесса потребуется особый клей и оборудование для прессовки.

Технологическое применение отходов

Определить, что можно сделать из остатков и отходов древесины несложно, нужно лишь понять, к какой категории они относятся. Так называемый мусор из 1-ой группы наиболее крупный, необходим для создания предметов и изделий внушительных размеров и объемов. Это могут быть паркетные доски, щиты, поддоны, ящики, паллеты, бочки.

Древесные отходы могут активно использоваться в мебельной промышленности. Но часто они подходят для производства комплектующих деталей незначительных размеров, для которых не нужен материал первого сорта и отличного качества. Это оптимальный вариант, на котором мебельные фирмы могут существенно экономить средства.

От утилизации древесины можно отказаться, если найти ей применение в строительной индустрии. Например, ненужные остатки могут стать в дальнейшем теплоизоляционным или кровельным материалом для дачи.

Полная утилизация деревьев, и непригодных для основного применения составляющих, производится методом сжигания. В больших объемах мусор скупается промышленными организациями и компаниями, используется как горючее. Такая технологическая процедура в производственных масштабах дает возможность вырабатывать электроэнергию, теплоэнергию, получать горячую воду.

Древесная стружка служит прекрасным естественным и натуральным фильтрующим элементом в системе очистки сточных вод.

Обратите внимание! Наиболее сложным и трудоемким процессом является обработка и подготовка к вторичному использованию древесной коры. Она получается методом мокрой окорки, поэтому нуждается в предварительной сушке. В дальнейшем кора может использоваться в фармацевтической отрасли.

Также кора – это незаменимая составляющая многих популярных стройматериалов.

Создание топливных брикетов в домашних условиях

Их отходов деревообработки, в частности, опилок можно изготавливать качественные топливные брикеты, являющиеся одним из наиболее популярных и востребованных видов топлива. Особенность его в возможности изготовления собственноручно при минимальных затратах на сырье.

Совет! После зимней обрезки деревьев можно использовать отходы для брикетирования, но перед этим нужно их измельчить с использованием дробилки.

Нерационально и невыгодно приобретать мощное оборудование для собственного создания горючих смесей. Можно использовать другие подручные вещества и материалы для придания нужной формы будущему топливу. Это могут быть любой дешевый и доступный клей, глина, гофрокартон или бумага.

Процедура создания брикетов включает такие этапы:

• Замачивание в воде опилок.
• Перемешивания с глиной в соотношении 1 к 10, как альтернатива – добавление обойного клея, размоченного картона или бумаги.
• Готовая смесь заливается в форму самодельного пресса, который сжимается простым надавливанием.
• Сформированные брикеты достают из форм и оставляют высыхать в естественных условиях.

Это важно! Такая технология может использоваться для создания брикетов из любых горючих отходов деревообработки, а также других материалов. Это может быть картон, сухие листья, шелуха, солома, бумага.

Удобрения из древесного мусора

Для улучшения качественного состава почвы и ее плодородности часто используются различные органические удобрения. Прикормки, созданные из древесных отходов, позволят наполнить почву всеми недостающими веществами и элементами для комфортного выращивания урожая.

Очень полезно добавлять опилки в почву, для улучшения произрастания малины. В остальном же лучше использовать компост, он значительно повысит плодородность почвы. Для этого нужны измельченные остатки древесины с дополнительными добавками микроэлементов и питательных составляющих. Часто для создания качественного удобрения используется кора из-за огромного количества химических компонентов в ее составе.

Утилизация деревьев пней и древесины

Существует несколько способов для решения в этой проблемы:

• Метод корчевания деревьев.
• Древесный спил, когда остаётся пень.
• Корчевание пней также различными способами: клиньями и кувалдой, с использованием лебедки, дробилки, селитры или бензина для выжигания.
• Опиловка деревьев – когда происходит частичная обрубка сучьев и засохших ветвей.
• Кронирование деревьев с целью омоложения кроны также осуществляется различными методами.

Методы утилизации и переработка отходов древесины

Правильная утилизация древесного мусора и отходов может быть осуществлена разными методами:

• Сжигание в топках для дальнейшей выработки энергии.
• Получение древесного угля методом пиролиза, когда происходит разложение остатков древесины при отсутствии кислорода.
• Создание брикетов.
• Производство топливных палетов без связующих компонентов.
• Газификация, при которой древесина преобразуется в газ.

Обратите внимание! Большая часть возможных методов утилизации древесины направлена на добычу тепловой энергии. Остальные же способы позволяет повторно применять древесные отходы.

Механические способы переработки

Переработка древесины может осуществляться 3 основными способами: биологическим, механическим и химическим.

Стоит рассмотреть каждый:

• Биологический подразумевает применение низкокачественного сырья для изготовления продукции, необходимой для различных сфер народного хозяйства. По определенным технологиям можно получить белковые дрожжи и другую продукцию микробного синтеза.
• При механической процедуре происходят изменения объёмных форм, количество сырья, однако внутренние составляющие остаются прежними. Из механических способов используется строгание, фрезерование, пиление и прочие подобные методы.
• Для переработки древесины химическим методом необходимы различные химические реагенты.

Переработка древесины как бизнес

Существуют целые заводы по переработке древесины, однако всегда можно создать собственный бизнес. Из отходов этих материалов можно создавать абсолютно разнообразные товары и предметы для различных сфер жизнедеятельности человека.

Обратите внимание! Такой вид бизнеса является, на данный момент, очень перспективным направлением, код ОКВЭД 16 ему соответствует.

Плюсов у такого бизнеса тоже будет немало:

• Ниша довольно свободна, и, можно сказать, пустая.
• Отсутствие сильной конкуренции.
• Наличие доступного и дешевого сырья.
• Простата поиска каналов сбыта готовых продуктов, поставщиков и посредников.
• Сокращённый период окупаемости.

Но, как и любой другой бизнес, этот тоже требует первоначальных вложений, и также специального оборудования. Главное, найти правильный подход к такому предпринимательству и грамотно управлять этим бизнесом.

Древесные отходы и производство брикетов (2 видео)

Источник