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.

Способы и оборудование для переработки отходов древесины

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 преобладает хлыстовой 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.

До недавнего времени выделение полезных веществ из древесной зелени проводили методом экстракции, а в качестве растворителя использовали бензин. 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. Также в продаже есть древесно-стружечная установка УДС-1, предназначенная для получения технической стружки, мощностью 35,5 кВт/ч и производительностью 800 кг/ч и дробилка ЛП 02.10, предназначенная для дополнительного измельчения технической стружки (16,5 кВт/ч и 500 кг/ч).

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.

Во-вторых, лигнин-содержащие отходы частично сжигают в специальных печах на гидролизных заводах, или применяют для производства топливных брикетов, однако, данный способ утилизации признан малоэффективным. Наиболее перспективным способом утилизации отходов, содержащих лигнин, является их пиролиз на 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.

Владислав Пермин,
www.EquipNet.ru