Способы переработки отходов древесины

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

Бизнес на переработке древесины: производство продукции из опилок и других отходов

В России самые значительные запасы лесов, почти четверть от общемировых.

Леса нашей страны представляют собой колоссальную ресурсную базу.

При этом используется не более половины всех отходов древесины, а в Сибири, то есть в самом «лесном» регионе нашей страны, не более 35% древесного сырья.

Остальное просто выбрасывается без попытки утилизации.

Не переработанными остаются:

Таким образом, цифры свидетельствуют о наличии возможностей развития бизнеса в данной отрасли.

Перспективы развития

В недалеком прошлом отходы от лесопиления попросту уничтожались. Бизнес, построенный на основе переработки древесных отходов, является:

• перспективным;
• не требующим значительных вложений;
• имеющий доступную организацию производства.

Отходы производства в деревообрабатывающей и лесной промышленности представляют собой кусковые и мягкие отходы:

• деревообработки;
• изготовления фанеры;
• мебельного производства;
• шпалопиления;
• лесопиления.

Также к ним относятся:

Сфера применения таких отходов весьма обширна:

1. Опилки могут использоваться на гидролизных производствах, для изготовления кирпичей, фибробетонов, гипсовых листов, на обогрев.
2. Из стружек можно изготавливать древесно-стружечные, цементно-стружечные плиты, которые используются при строительстве домов.
3. Из древесных отходов изготавливается бумага; используются они также в сельском хозяйстве в качестве подстилки для животных.
4. Щепа преимущественно хвойных пород идет на производство уникального по своим характеристикам строительного материала арболита. Кроме того, производят щепоцементные плиты и блоки.

Где взять древесные отходы недорого или бесплатно?

При применении древесины в любой области, будь то производство мебели, строительство и т.д., древесные отходы могут составлять от 35 до 50%.

Утилизация древесных отходов в городах представляет собой серьёзную проблему. Они образуются во время ухода за деревьями и при санитарной рубке зеленых насаждений на улице, в парках, лесопарках, скверах.

Эти отходы представляют собой низкокачественную древесину средней крупности:

• сучья;
• вершины;
• окомлевки лиственных и хвойных пород.

Значительную проблему в плане утилизации представляют собой:

• отходы пиломатериалов, оставшиеся после ремонта помещений и зданий;
• деревянные изделия, которые уже вышли из употребления;
• мебель;
• деревянные поддоны;
• тара.

Огромное количество отходов древесины образуется и при лесопилении.

При условии самовывоза почти все виды древесных отходов можно получить абсолютно бесплатно.

Мы уже рассказывали о том, где взять опилки, по аналогии с ними можно добыть и другие отходы древесины.

Рентабельные варианты использования опилок

Существует множество способов заработать на древесных отходах, в частности, на опилках. Производство из опилок и отходов древесины — хороший вариант бизнеса.

Перечислим основные варианты, а ниже более подробно рассмотрим некоторые из них:

1. Производство опилкобетона. Возможно как на предприятиях, так и частным образом.
2. На животноводческих фермах опилки могут быть использованы в качестве подстилки для скота.
3. В оранжереях, промышленных теплицах опилки могут выступать в виде составляющей почвы, подкормки для растений.
4. Опилки сами по себе отличное топливо.
5. Опилки – компост в сельском хозяйстве.
6. Для частных домов опилки используются в виде утеплителя на чердаках и подвалах.
7. Производство ОСП, ДСП, ДВП, МДФ, мебельных конструкций опилки и стружки – главное сырье.
8. Для очистных сооружений в промышленности опилки могут служить в качестве фильтра для отработанных вод.
9. Опилки пополам с торфом – великолепный наполнитель для биотуалетов.

Хвойный экстракт

Во время варки коры сосны и кедра, древесной зелени на дне перегонного чана скапливается конденсат, который называется кубовым остатком.

Одним из недорогих производств выступает его переработка на хвойный экстракт.

Хвойный экстракт имеет массу биологически активных веществ, растворяющихся при продолжительной варке в воде.

Данный конденсат имеет в своем составе большое количество веществ, благотворно влияющих на живые организмы, в том числе и на человека:

• витаминов;
• хлорофиллов;
• органических кислот.

Концентрирование конденсата превращает его в хвойный экстракт, имеющий высокие потребительские свойства.

Экстракт может успешно применяться в качестве кормовой добавки для скота и птицы в сельском хозяйстве, а также в виде препарата для принятия лечебных ванн. Хвойный экстракт может использоваться и для промышленного производства антибиотиков для животных.

Кормовая мука

После вываривания экстракта примерно 90% исходного сырья (коры сосны и кедра, древесной зелени) остается в виде отработанных твердых отходов. Доходы бизнеса на древесине могут быть увеличены при дальнейшей переработке твердых отходов в кормовую муку.

Кормовая мука обладает бактерицидными и противотуберкулезными свойствами. Она может использоваться в качестве альтернативы грубым кормам.

Удобрения

На основе древесных отходов может быть приготовлено удобрение при помощи довольно несложного процесса компостирования.

Главными затратами при реализации данного проекта выступает закладка и оборудование траншей для приготовления компостной массы.

Такой компост будет целесообразным использовать с целью улучшения плодородия сильноминерализованных и суглинистых грунтов.

Древесный уголь

Переработка отходов древесины – это перспективное направление, имеющее массу сфер для реализации. Многие технологии, которые основаны на переработке древесных отходов, пользуются успехом на рынке.

Древесный уголь – один из самых эффективных и безопасных для окружающей среды видов топлива, состоящий почти на сто процентов из углерода. При сжигании не отравляет воздух ядовитыми парами и вполне удобен для быстрого приготовления еды.

Такой уголь может использоваться не только в хозяйстве, но и в промышленном производстве.

На его использовании работает целый ряд химических и металлургический производств, от мелких до крупных. В строительном деле используется как изоляционный материал. Так же, как и другие производные древесных отходов, с успехом применяется в сельском хозяйстве в виде кормовой добавки для скота и птицы.

Топливо

Отработанная масса древесных отходов может использоваться для дальнейшей переработки в качестве топлива.

Использование современных и экологически чистых видов топлива поможет обеспечить население недорогими энергоносителями, при этом понижая объем вредных выбросов в атмосферу.

Таким образом, уменьшается отрицательное влияние на окружающую среду, улучшается санитарное состояние лесов.

Последние годы в странах ЕС происходит весьма активный переход на органическое топливо.

Рынок стимулируется государственными структурами, поворачиваясь в сторону:

Кроме того, существует такой тип переработки опилок, как пиролиз. О нем мы рассказывали здесь.

Энергоносители из древесных отходов в настоящее время закупаются в значительных количествах, поэтому этот вид бизнеса на производстве из опилок и отходов древесины будет приносить стабильный доход.

Закупаем оборудование

Для бизнеса на переработке древесины потребуется:

• оборудование;
• электричество;
• помещение;
• склады для хранения сырья и готовой продукции.

Оборудование для производства брикетов и топливных гранул на рынке имеется в достаточном разнообразии, как от зарубежных, так и от отечественных заводов.

Российское оборудование по качеству не уступает импортному, при этом стоит несколько дешевле.

В комплект поставки оборудования входит:

1. Щепорез (машина для измельчения сырья), от 180 тыс. руб до 2,3 млн руб.
2. Гранулятор. Стоимость от 50 тыс. руб. до 2, 1 млн. руб. Цена за модель гранулятора ОГМ-1,5 около 1 млн руб.
3. Сушилка. Разброс цен колеблется от 150 тыс. руб. до 2, 5 млн руб.
4. Упаковочный станок. Цена – от 80 тыс. руб. до 2 млн руб.

В целом, оборудование для изготовления, например, пеллет может представлять собой промышленную линию или мини-гранулятор.

Рекомендуем также к ознакомлению другие статьи по переработке отходов: переработка мусора как вид бизнеса, небольшие обзоры оборудования для переработки мусора и статью об утилизации ПЭТ https://rcycle.net/plastmassy/plastikovye-butylki/oborudovanie-pb

Примерная стоимость:

• промышленная линия, которая производит 1 тонну/час стоит около 132000$;
• мощностью 2 тонны/час обойдется в 196000$;
• цена линии на 4,5 тонны/час около 408000$.

Цена на готовую линию, обеспечивающую производительность в 300 кг продукта за час, составляет сумму около 1 млн руб. В том же случае, если имеется помещение (собственная загородная территория) и сырье (деревянные отходы по минимальной цене или бесплатно за самовывоз), то инвестиции, с учетом организационных моментов, составят немногим более 1 млн. руб.

Реализация и расширение производства

Реализацию произведенной продукции можно осуществлять через следующие каналы:

• оптовые фирмы, которые занимаются экспортированием товаров за границу;
• можно открыть собственный интернет-магазин;
• реализация через собственные торговые точки на строительно-хозяйственных рынках;
• продажа организациям, которые занимаются продажами на строительных рынках и в супермаркетах.

Одним из выгодных путей расширения бизнеса по продаже продукции на основе древесных опилок является сотрудничество с муниципальными образованиями.

Дело в том, что во многих образованиях установлены мазутные котлы. Их эффективность во много раз ниже эффективности пеллетных котлов. Если договориться с местными властями о замене мазутных на пеллетные котлы (за счет бюджетных средств) и поставке вашей продукции, то в выгоде остаются все.

Местные власти получают значительную экономию средств в отопительный сезон, а производители топлива – значительный канал для сбыта собственной продукции.

Стоит также обратить внимание на районы, где отсутствует газификация.

В таких областях можно с немалым успехом для бизнеса сбывать топливные брикеты.

Но предварительно придется разъяснить преимущества котлов, работающих на топливных брикетах.

Возможности расширения бизнеса, таким образом, будут достигаться за счет увеличения количества сбыта производимой продукции.

Сложности

Сложности, которые могут возникнуть при реализации данного бизнеса, сводятся, как правило, к нескольким моментам:

• перевозка готовой продукции на большие расстояния не всегда рентабельна;
• при сертификации, например, топливных гранул, могут возникнуть определенные трудности. Вторым моментом выступает состав топлива: в нем не должно быть коры более, чем на 30%;
• для полноценной реализации готовых продуктов нужно будет самостоятельно искать потребителей;
• контроль за работниками на производстве — обязательная вещь для любого вида бизнеса.

С другой стороны, внутренний рынок нашей страны нуждается все больше в различной продукции переработки древесины, и демонстрирует полную готовность к их использованию.

С чего начать и какова цена вопроса?

Производственная деятельность требует наличия ИП или ООО при системе налогообложения УСН (6% либо 15%, соответственно).

Для работы предприятия требуются:

• 2-3 разнорабочих;
• водитель;
• бухгалтер;
• менеджер по сбыту.

Бизнес на основе использования древесных отходов при должной организации может принести значительную прибыль. При этом уровень вложений может колебаться от самых незначительных до больших. Какое производство выбрать, зависит от уровня возможностей и притязаний.

В связи с огромным количеством подлежащих переработке древесных отходов в нашей стране и их ценовой доступностью, есть смысл начать зарабатывать деньги в этой отрасли бизнеса.

Используя такие отходы в качестве сырья, бизнес поможет решению ряда насущных экологических проблем:

• очищению лесных территорий от отходов древесины, предотвращение их гниения;
• предотвращение лесных пожаров;
• при использовании в качестве топлива не происходит вредных выбросов в атмосферу;
• способствует сохранению лесных массивов.

Видео

Так работает измельчитель древесных отходов:

Выводы

В Западной Европе и многих других странах в последние десятилетия повернулись лицом к экологическому топливу, а также вообще к безотходным видам производства.

При активной поддержке государства и дотациях с его стороны в поддержку данным видам бизнеса, в скором времени можно ожидать более активного развития коммерческих проектов на основе переработки древесных отходов.

Тенденции, развивающиеся на Западе, всегда или почти всегда выступают предвестниками коммерческих тенденций и в нашей стране, поэтому, возможно, стоит внимательно к ним присмотреться.

Учитывая все возрастающий мировой спрос на экологически чистые и дешевые энергоносители, люди с коммерческой жилкой должны поспешать занять эту наивыгоднейшую и перспективную бизнес-нишу, которая еще только начала заполняться.

Источник