Способ утилизации древесных отходов

Рациональное использование древесных отходов

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. Горящая неочищенная древесина загрязняет атмосферу, а в случае жаркой ветреной погоды небольшой костер может стать причиной полномасштабного лесного пожара.

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.

Стоит также отметить высокое качество получаемой на выходе щепы, она может использоваться в любых технологических процессах без дополнительной обработки.

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. Для их изготовления используется крупная тонкая щепа, каждый слой которой укладывают перпендикулярно предыдущему.

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.

Подготовленные отходы загружают в печи, в которых при температуре около 450 градусов происходит процесс пиролиза. В результате обработки древесина разделяется на три фракции: газ, жидкость и твердый остаток – древесный уголь.

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. Все зависит от возможностей и желания. Можно производить топливные брикеты, уголь или плиты на древесной основе, а можно начать с малого – с простого измельчения отходов. Это не потребует больших капиталовложений, на подобную продукцию всегда найдется покупатель.

Источник

Переработка древесины — технологии и оборудование

Одним из наиболее доступных и востребованных природных материалов, которым пользуется человечество, является древесина и продукты ее переработки. Универсальность дерева позволяет использовать его практически во всех отраслях промышленности и хозяйства, при этом это один из немногих возобновляемых ресурсов планеты. Однако, несмотря на возможность искусственного возобновления лесных насаждений рациональная переработка древесины помогает получить намного больший эффект в сохранении лесов, сделав практически замкнутый цикл переработки, используя практически все части дерева при этом получая значительную прибыль.

Основные источники отходов древесины

Сегодня проблеме поиска новых источников сырья уделяется много внимания, и неудивительно, что и в вопросе переработки древесины постоянно работы с целью минимизации получения отходов во время производства продукции. Но даже при этом деревоперерабатывающая отрасль еще далека от 100 % использования древесного сырья. Вся технологическая цепочка деревообработки от валки леса и до выпуска готовой товарной продукции имеет просто огромные потери в виде отходов от распиловки и раскряжевки, а также необрабатываемых частей деревьев – того что остается в грунте – пней и корневищ.

Основной объем отходов первого этапа переработки древесины составляют опилки. Перерабатывать опилки производство пиломатериалов часто не в состоянии, особенно это касается мелких предприятий с примитивной технологией. Для них это дополнительные расходы, которые просто не окупаются.

Большие предприятия лесного хозяйства и деревообрабатывающей промышленности с современной технологией часто включают в производственный цикл и процесс переработки отходов производства. Так, переработка стружки, некондиционных и бракованных изделий на фанерных комбинатах, фабриках по производству древесных плит дают возможность экономить на энергоресурсах.

На предприятиях, выпускающих строительные материалы, упаковку и готовые изделия из древесины практически у всех на сегодняшний день налажен безотходный цикл производства. Здесь в ход идет не только деловой лес и сырье, но и то, что могло просто списываться как дрова или вообще оставаться гнить на вырубке. Переработкой этой категории древесины занимаются рубильные машины, справляющиеся с горбылем, ветками и сучьями, некондиционными стволами деревьев.

Виды древесных отходов

Классификация отходов производства может строиться по нескольким признакам. Одним из таких признаков может быть группировка по месту образования древесных отходов:

• Лесосечные – образуются в местах лесозаготовок;
• Промышленные – образующиеся в результате глубокой переработки древесины на промышленных предприятиях.

Лесосечные отходы не что иное, как ветки, кора, остатки от рубки и раскряжевки, сучья и верхушки деревьев, в общем, все то, что нецелесообразно к сбору, транспортировке и дальнейшей переработке.

Эти остатки древесины просто оставляют на участке вырубки или сжигают, избавляя, таким образом, здоровый лес от рассадника болезней.

Промышленные отходы образуются на предприятиях, занимающихся переработкой дерева. В зависимости от вида выпускаемой продукции отходами могут служить – горбыль, щепа, кора, сучья, некондиционный шпон, опилки, отрезки древесноволокнистых и древесностружечных плит. Эта категория древесины может классифицироваться по степени твердости:

• Натуральная древесина – горбыль.
• Мягкие отходы – стружка, опилки.

В промышленных отходах строительных материалов и древесных плит это могут быть:

• кора;
• стружка разной фракции;
• опилки чистые древесные и содержащие химические связующие вещества;
• образуемая после шлифовки пыль;
• кусковые отходы после обрезки.

При химической переработке древесины могут образовываться жидкие отходы – лигнин, или имеющие вид волокон – вискоза.

Классифицируются отходы и по степени пригодности к дальнейшему использованию и переработке – первичные, отходы полуфабрикатов, отходы, не подлежащие дальнейшему использованию. Впрочем, последняя классификация на сегодня более чем условна. Так, листва и хвоя на сегодняшний день не представляют большой ценности для промышленности и фактически они не утилизируются и не перерабатываются. Но с появлением новых технологий, они обязательно найдут свое применение, например, в производстве бумаги или упаковочных материалов.

Закон об обязательной утилизации древесных отходов

Большим шагом вперед было бы законодательное урегулирование вопроса обращения с отходами. Но, увы на сегодняшний день доработка, рассмотрение и принятие такого законодательного акта отложено на более позднее время. А пока до 2021 года идет наработка другой нормативной базы, в которой будет частично урегулирована утилизация древесных отходов. В частности, проходит экспертизу ряд актов, связанных с классификацией древесины, которая может быть в дальнейшем переработана, осуществляется экспертная оценка и верификация технологии переработки и утилизации древесных материалов.

Способы переработки древесины

Но, несмотря на отсутствие отдельного федерального закона об утилизации отходов обработки древесины наука ведет активный поиск новых и модернизацию старых технологий переработки древесных материалов. На сегодняшний день способы переработки древесины представляют три основных направления:

• изготовление пиломатериалов;
• производство полуфабрикатов для дальнейшего изготовления конечной продукции;
• переработка отходов деревообрабатывающего производства;
• глубокая переработка древесины;

Наиболее интересным и перспективным направлением развития технологии переработки дерева выступает комплексная переработка древесины, которая подразумевает получение продукта с использованием 95-97 % сырья. Для этого в отличие от примитивных механических методов используются более технологичные методы получения готовой продукции или полуфабрикатов для дальнейшего производства:

• биологические методы;
• химические методы;

Все эти методы более затратные по сравнению с обычным дроблением или лущением дерева, но и при этом получаемый продукт более ценный – начиная от офисной бумаги и вискозных волокон и заканчивая скипидаром и ценными древесными маслами и смолами.

Биологические методы

Самым простым методом переработки отходов древесины выступает биологический метод. Конечным продуктом такой обработки является компост – ценное удобрение богатое гумусом. В процессе переработки стружка, опилки и щепа под воздействием бактерий разлагаются, образуя ценнейший продукт повышения плодородия почв. В традиционном виде используются специальные бункеры или открытые площадки, в новейших технологических решениях всю процедуру контролирует компьютер, проводя процесс таким образом, чтобы получить перегной в нужное время с заранее определенными параметрами влажности и насыщенности кислородом.

Механические методы

Механическая обработка древесины позволяет получить необходимое сырье для производства древесных плит, строительных материалов, полуфабрикатов для изготовления целлюлозы, древесного спирта так и обычных пиломатериалов. Механическая обработка применяется в виде распила, дробления, получения шпона. Распил применяется для изготовления пиломатериалов. В результате этого процесса получается обрезная и необрезная доска, брус, рейки, отходом считается горбыль и опилки. Дробление древесины позволяет получить сырье для изготовления плит и листов, наполнителя для строительных материалов. В результате дробления получается щепа разной фракции – от самой мелкой для ДВП и до крупной, служащей для изготовления древесно-ориентированных плит.

Химические методы

Химическая переработка древесины позволяет при помощи химически активных веществ получить новые ценные соединения, применение которых необходимы в технологии производства бумаги, спирта, канифоли, растворителей, смол и лаков. Химические методы используют разные технологии – от получения однородной целлюлозной массы до газообразных соединений таких, как углекислота.

Пиролиз древесины

Высокотемпературный нагрев без доступа воздуха позволяет расщепить древесину на простые вещества, в результате чего образуются древесный уголь – ценное топливо и необходимое сырье для металлургии, жидкие вещества, такие как фенолы и формальдегиды, и газообразные горючие вещества такие, как метан. Несмотря на то, что этот процесс требует специального оборудования использовать эту технологию в производстве можно для самых разных целей. Например, до сих пор используются автомобили, имеющие газогенераторную установку, работающую на древесине.

Метод гидролиза

Основным продуктом гидролиза древесины является древесный этанол. Этот метод позволяет получить 200 литров чистого этанола из 1 тонны дерева. Обработка гидролизом имеет ряд промежуточных этапов, в результате чего получается целлюлозная масса, из которой и перегоняется этанол.

Газификация древесины

Для получения газообразного топлива применяется метод газификации древесины. Этот метод основан на процессе распада молекул древесины и превращении простых веществ в газ при небольшом, дозированном доступе воздуха во время высокотемпературного нагрева. После получения насыщенного газа происходит процесс удаления из него жидкости и очистки от углекислоты. В результате получается высококалорийный газ, пригодный для использования в промышленных энергетических установках. Аппарат для газификации способен переработать не только цельную древесину, но и опилки, щепу и другие виды отходов деревообработки.

Оборудование для переработки дерева

Получение качественного сырья для производства конечной продукции во многом зависит от правильного подбора оборудования. Это могут быть станки и агрегаты для получения специального вида сырья, например, для производства фанеры необходим шпон, а может быть и оборудование для переработки древесных отходов, таких как опилки, стружка или щепа. Промышленный подход к процессу заготовки сырья требует применения разных типов установок. Например, получение щепы или опилок необходимо не только для быстрой переработки, но и для удобства транспортировки и хранения. Ведь намного проще измельчить ветки, обрезки досок и горбыль и загрузить щепу в контейнер или кузов машины, чем складировать, а потом мучиться с погрузкой неликвида. Именно поэтому для переработки древесины используются как стационарные, так и мобильные установки для измельчения.

Измельчители древесных отходов

Рубительная машина применяется в основном для первичной переработки крупных веток, небольших бревен и горбыля. Этот агрегат часто выполняется в виде мобильного комплекса для работы на лесозаготовках и санитарной резке насаждений в городской зоне. Работа машины напоминает движение гильотины – нож с большой силой и частотой разрубает дерево, превращая его в небольшие головешки, а дальше дробилка завершает процесс, измельчая его в щепу.

Ножевые дробилки

Это устройство дает возможность сразу перерабатывать древесину в щепу нужного размера. Рабочим органом этого шредера выступает кассета из дисковых ножей, схожих с циркулярным кругом. Зубья ножей вгрызаются в древесину на высокой скорости в результате получается щепа небольшой фракции. Такая дробилка для горбыля может использовать не только свежие пиломатериалы, но и древесину, которая уже использовалась, в том числе и с крепежными элементами.

Молотковые дробилки

Молотковые дробилки для древесины используют ударный принцип расщепления волокон. На массивном диске закреплено несколько литых стальных головок на подвижном соединении – молотков. Вращаясь на большой скорости, диск разгоняет молотки, которые при ударе о массив заставляют его ломаться на мелкие части.

Стационарные и мобильные печи используются для получения древесного угля. Принцип работы этого агрегата заключается в высокотемпературном расщеплении древесины на летучие газы и углеродные соединения. В процессе пиролиза сгорают нестабильные соединения, оставляя только древесный уголь.

Станки

Чаще всего специальные станки для производства опилок применяются для получения мелкофракционных древесных опилок – основного сырья для целлюлозы и вискозы. На фабриках применяются стационарные станки, а для условий лесозаготовок применяется мобильный вариант таких агрегатов.

Использование древесных отходов

Реализация идеи переработки древесных отходов как бизнес-проект на самом деле позволяет не только решить проблему утилизации отходов производства, но и обеспечить неплохую прибыль.

Самым простым и вполне обоснованным проектом может быть изготовление топливных брикетов из опилок и стружки. Стружка также может использоваться и для изготовления строительных блоков, обладающих хорошими теплоизоляционными свойствами. Даже заготовка сырья для фабрик и цехов изготавливающих ДСП и ДВП также способна обеспечить неплохую прибыль. Даже в небольших предприятиях применение современного оборудования для переработки отходов дает возможность сократить производственные расходы и обеспечить дополнительный доход за счет производства сопутствующей продукции.

Как видно внедрение новых технологий переработки древесины открывает дополнительные возможности для получения выгоды из производства продукции из отходов. Перспектива этого направления деятельности заключается и в том, что полное использование дерева позволяет снизить объемы вырубок лесов и тем самым обеспечить сохранность природы. Такой подход в недалекой перспективе позволит не только сократить объем новых вырубок, но и дать возможность вырасти новым массивам на месте промышленных заготовок.

Источник