Комплексное использование древесины

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ - ФИЛИАЛ

ГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА»

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Контрольная работа

По дисциплине: Комплексное использование древесины

Выполнил:

Ануфриева Алла Григорьевна,

студент заочного факультета,

5 курс, 5530 гр.;

бюджетная форма обучения,

Проверил:

Конаков С. И.

Сыктывкар 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Дополнительное древесное сырье. Пни и корни

1.2 Состав подготовительных операций

1.3 Сушка древесных наполнителей

1.4 Отходы лесоперерабатывающих производств

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУСКОВЫХ ОТХОДОВ ЛЕСОПИЛЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Эффективное развитие лесной и лесоперерабатывающей промышленности обеспечивается, прежде всего, увеличением комплексного использования древесного сырья и переработки древесины путем улучшения структуры производства и потребления лесопродукции, уменьшения отходов и потерь древесного сырья, внедрения современных безотходных технологических процессов.

В настоящее время, когда потребность в древесине постоянно возрастает, особую важность приобретает ее комплексное использование. Удовлетворение потребности народного хозяйства в древесине в ближайшие годы будет осуществляться за счет экономного и наиболее полного использования, за счет увеличения объемов заготовки леса.

В связи с этим главным направлением развития лесного комплекса является улучшение использования всей заготовляемой древесной массы. Для этого необходимо дальнейшее совершенствование структуры производства лесной и деревообрабатывающей промышленности, развитие производства технологической щепы, древесных плит, фанеры, тарного картона и других заменителей деловой древесины.

Постоянно растущий спрос на древесное сырье, уже нельзя удовлетворить только увеличением объема лесозаготовок. Возникает опасность истощения лесных ресурсов. Поэтому комплексное использование всей массы дерева стало одним из основных направлений развития промышленности.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Дополнительное древесное сырье. Пни и корни

Использование пней и корней, оставшихся после валки деревьев, позволит увеличить выход древесины с единицы лесной площади на 15-20%. В нашей стране, широкое распространение получило использование пневого осмола - просмолившейся ядровой древесины пней и корней сосны и кедра. Большое практическое значение имеет заготовка и использование свежих пней сразу же после лесосечных работ. При технологических расчетах по заготовке пней и корней, конструировании технологического оборудования, разработке технологии переработки в щепу необходимо знать о запасах пнево-корневой древесины и ее свойствах.

Под пнем подразумевается надземная часть ствола, оставшаяся после валки дерева на лесосеке. Для подсчета объемов пневой древесины важно знать диаметр и высоту пня. Согласно исследованиям П. Хаккила между диаметром дерева на высоте 1,3 м и диаметром пня существует прямолинейная зависимость: d1,3 = 0,75dп. Средний диаметр пня в 1,32 раза больше диаметра ствола на высоте 1,3 м независимо от породы.

Высотой пня является расстояние от уровня земли до торцовой части пня. С ростом дерева шейка корня укрепляет корневую систему и пень тем выше, чем крупнее дерево. Реальная высота пня зависит от породы, условий произрастания, времени проведения работ и применяемой лесозаготовительной техники. На дренированных лесных почвах пни всегда выше из-за мощного расширения комля.

На рисунке 1 показан типичный вид пня и корней сосны и ели. Для пнево-корневой системы сосны характерен крупный стержневой корень, являющийся продолжением ствола в грунте. Он развивается слабо или совсем не растет на заболоченных торфяных почвах и в северных районах. Глубина залегания корневой системы зависит от диаметра пня. При диаметре пня 28 см средняя глубина залегания составляет 64 см. При увеличении диаметра пня на 1 см глубина его залегания возрастает на 0,9см.

Рисунок 1 - Вид пня и корневой системы сосны и ели

Ель отличается от сосны развитой системой боковых корней, которые повсеместно располагаются в поверхностных слоях почвы. Средняя глубина залегания корневой системы ели при диаметре 26 см составляет 37 см. Более чем 90 % объема боковых корней сосны обыкновенной и ели располагаются в поверхностном слое почвы толщиной 20 см.

Между высотой пня h (см) и его диаметром dп (см) установлено следующее соотношение: для сосны h=19dп+4,7 (r=0,563, Sxy=2,5 см.); для ели h = 0,26dп+2,6 (r=0,601, Sху = 3,8 см), Сосновый пень обычно ниже, так как шейка корня из-за слаборазвитых боковых корней расположена ниже, чем у ели. При валке деревьев в зимнее время высота пня увеличивается из-за влияния снежного покрова.

Моторные пилы и валочные машины позволяют выполнять рез даже ниже теоретического расположения торцовой части пня, т. е. ниже наивысшей шейки корня. Однако, чем ниже пропил, тем больше трудностей возникает из-за закомелистости стволов, быстрого затупления рабочего органа пил, возрастания вероятности травмирования. Тем не менее там, где это возможно, при валке леса следует оставлять пни наименьшей высоты. Уменьшение высоты пня на 5 см позволяет вовлечь в сферу использования дополнительно 1 % сырья к объему заготовленной древесины.

На рисунке 2 показаны различные варианты заготовки пневой древесины, которые могут быть реализованы одновременно с заготовкой стволов. Дополнительное древесное сырье можно получить при валке дерева не только путем снижения высоты пня, но и спиливанием дерева заподлицо с землей, круговым движением пильного аппарата или клиновидным подпилом от кромки почвы. При сборе пневой и корневой древесины следует обязательно захватывать боковые корни. Если ограничиться только пневой частью, то потери составят у сосны половину, у ели до двух третей потенциального сырья.

Рисунок 2 - Варианты заготовки пневой древесины одновременно со стволовой

Рассматривая показанные на рисуноке 2 способы, следует отметить наибольшую практическую значимость снижения высоты пня при валке дерева. Три других способа вызывают контакт пильного аппарата с почвой, быстрое затупление инструмента и снижение производительности труда. Два последних способа связаны с сезонностью работ и возможностью повреждения ствола захватным устройством. Предпоследний способ наиболее эффективен при заготовке сосны. Способ заготовки стволов с корнями вызывает определенные трудности по всем технологическим фазам лесозаготовительного производства. Расположение корней перпендикулярно оси ствола затрудняет использование лесопогрузчиков, лесовозов, процессы складирования и другие операции на лесных складах. Неизбежно появление обломков стволов и загрязнение сортиментов. Поэтому заготовку стволов и пнево-корневой древесины целесообразно производить раздельно.

Объем и сухая масса неокоренной пнево-корневой древесины сосны и ели, включая корни диаметром более 5 см, приведены в таблице 1. Подсчет сухой массы пневой древесины m (кг) производился из экспериментально найденной зависимости ее от диаметра пня (в см) для сосны m=0,039dп2-2 (r=0,92, Sху = 8;2 кг); для ели m = 0,051 dп2-7 (r=0,95, Sхy=9,1 кг).

Таблица 1 - Объем и сухая масса неокоренной пнево-корневой древесины

Диаметр пня	Диаметр на высоте 1,3 м, D1,3, см	Сосна	Ель
		масса, кг	объем, м3	масса, кг	объем, м3
16	12,0	8	0,017	6,1	0,014
18	13,5	10,6	0,022	9,5	0,022
20	15,0	13,6	0,029	13,4	0,031
22	16,5	16,9	0,036	17,7	0,041
24	18,0	20,5	0,043	22,4	0,052
26	19,5	24,4	0,051	24,5	0,064
28	21,0	28,6	0,060	33,0	0,077
30	22,5	33,1	0,070	38,9	0,090
32	24,0	37,9	0,080	45,2	0,105
34	25,5	43,1	0,091	52,0	0,121
36	27,0	48,5	0,102	59,1	0,137
38	28,5	54,3	0,0115	66,6	0,155
40	30,0	60,4	0,127	74,6	0,173
42	31,5	66,8	0,141	83,0	0,193
44	33,0	73,5	0,155	91,7	0,213

Данные таблицы и приведенные уравнения справедливы для диаметров пня от 15 до 45 см. Для лиственных пород древесины рекомендуется использовать величины, относящиеся к сосне.

Достаточно точный подсчет потенциальных ресурсов пневой и корневой древесины на лесосеке можно получить, зная состав насаждений и распределение средних диаметров деревьев. Подсчитать реальные ресурсы пневой и корневой древесины возможно только ориентировочно. Согласно отраслевой методике определения объемов вторичных материальных ресурсов в лесной и деревообрабатывающей промышленности пни составляют 2-3 % объема заготовляемой древесины, корни 11 % от объема ствола дерева.

По методике финских исследователей, для сбора пнево-корневой древесины рекомендуются участки сплошных рубок с объемом стволовой древеcины не менее 300 м3. На таком участке теоретически можно собрать 60 - 75 м3 пневой древесины, т. е. 20-25%. Из этого количества условно пригодно для сбора 75% сырья. Не все участки сплошных рубок можно использовать для сбора пнево-корневой древесины. Считаются пригодными только 75 % таких участков. Потери древесины при уборке пней и корней составляют 10 %.

Качество пнево-корневой древесины характеризуется плотностью, содержанием коры, экстрактивных веществ и минеральных примесей, свойствами волокон. Значения этих показателей, по исследованиям П. Хаккила, приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика качества пнево-корневой древесины

Часть пнево-корневой системы	Плотность, кг/м3	Содержание коры, %	Смолистые вещества
			кг/м3	%
Сосна
Корни диаметром, см
5-10	457	11,0	23,3	5,1
10-20	472	10,1	21,2	4,5
20 и более	478	9,5	38,7	8,1
в среднем	469	10,3	26,2	5,6
Пень	476	10,7	43,3	9,1
В среднем	473	10,4	35,5	7,5
Ель
Корни диаметром, см
5-10	467	15,5	11,7	2,5
10-20	456	11,8	10,9	2,4
20 и более	439	11,1	12,3	2,8
в среднем	452	12,5	11,8	2,6
Пень	394	9,3	11,0	2,8
В среднем	432	11,5	11,2	2,6

Плотность пнево-корневой древесины выше, чем стволовой: у сосны на 17%, у ели на 7%. Среднее значение плотности составляет у сосны 473, у ели 432 кг/м3. Наибольшая плотность отмечена в древесине соснового пня, которая в корнях постепенно снижается с уменьшением диаметра. В еловых пнях изменение плотности иное. Древесина пня здесь имеет более низкую плотность, чем древесина корней. В самих корнях плотность древесины возрастет с уменьшением диаметра.

Коры в пневно-корневой древесине содержится больше, чем в стволовой, однако различие сравнительно невелико. Процентное содержание коры в свежей шито корневой древесине составило у сосны 10,4, у ели 11,5 %. Более высокое содержание коры наблюдается в тонких корнях. Часть коры при разделке, транспортировке и хранении отделяется тем больше, чем длительнее срок хранения.

Свежая пнево-корневая древесина отличается от стволовой большим содержанием смолистых веществ, что влияет и на плотность древесины. Так, а балансовой древесине сосны содержится в среднем 3,5 %, у ели 1,6 % смолистых веществ. Пнево-корневая древесина содержит значительно большее количество смолистых веществ, которое у сосны составляет 7,5 %, у ели 2,6 %. Наиболее высокое содержание смолистых веществ наблюдается в пнях и толстых корнях. В каждом кубометре древесины соснового пня содержится 43,3 кг смолистых веществ, а в тонких корнях 21,2-23,3 кг. В пнево-корневой древесине ели содержится сравнительно небольшое количество смолистых веществ-11,2 кг/м3, а различие между пнем и корнями незначительное.

Повышенная плотность пнево-корневой древесины объясняется особенностями ее морфологической структуры. В ней наблюдается значительное развитие крени или «сжатой» древесины. Внешние физические воздействия ветровых и гравитационных сил приводят к усиленному эксцентричному росту ствола в основании. На поперечном срезе заметны более широкие годичные кольца креневой древесины темного цвета. Клетки такой древесины не прилегают плотно друг к другу, образуя характерные просветы. Значительно чаще креневая древесина развивается в корнях.

Свойства волокон пневой древесины отличаются от свойств волокон стволовой. Длинные волокна чаще встречаются в тонких частях корней, которые из-за малого диаметра не собирают. В пригодной для сбора пнево-корневой древесине хвойных пород волокна короче, чем в древесине ствола. Так, в древесине соснового пня средняя длина волокна составляет 2,6 мм, в древесине ствола 3,5 мм. Волокна креневой древесины, как правило, короче.

Основными потребителями пнево-корневой древесины являются лесохимические канифольно-экстракционные заводы, традиционно перерабатывающие свежие сосновые пни, корни и пневый осмол. Широкое использование пнево-корневая древесина может найти в производстве древесноволокнистых и древесностружечных плит, цементно-древесных материалов, сульфатной древесной массы в целлюлозно-бумажной промышленности. Во всех перечисленных производствах пнево-корневая древесина в начальной стадии технологии подвергается измельчению в щепу.

К недостаткам пнево-корневой древесины как технологического сырья относятся: наличие в ней пороков строения (наклона волокон, крени и свилеватости); разнообразие форм и размеров кусков древесины; сложность окорки; значительная засоренность минеральными примесями и даже камнями, которые нередко зарастают в корнях. Из такой древесины сложно получить щепу высокого качества, изготовление которой требует дополнительных затрат на очистку сырья [3, с. 5-11].

1.2 Состав подготовительных операций

Подготовительные операции проводят до измельчения древесного сырья в рубительных машинах. Наиболее важное значение имеют отбор древесного сырья от раскряжевочных установок, сортировки по породам или породным группам, создание запасов, которые образуют единую систему подачи сырья в цех щепы. К основным подготовительным операциям относят также поперечную распиловку долготья на коротье, раскалывание, окорку, удаление гнили и гидротермическую обработку древесины. Подготовительные операции наиболее трудоемки и составляют до 75 % всех трудозатрат в производстве щепы.

Система подачи древесного сырья оказывает существенное влияние на производительность цеха технологической щепы.

Породный состав, размерно-качественные характеристики и объемы сырья, пригодного для щепы, весьма изменчивы. Особенно непостоянна на нижнем складе интенсивность выхода сырья, которая выражается количеством древесины, поступающей в единицу времени от основных потоков в цех щепы. Она зависит не только от случайной изменчивости параметров хлыстов и деревьев. Техническое состояние оборудования, поломки и неполадки в его работе, простои, погодные условия, опыт и работоспособность рабочих - все это существенно влияет на интенсивность поступления сырья в цех щепы. Между тем технологическое оборудование цехов щепы рассчитано на равномерное поступление древесного сырья. Поэтому система подачи сырья в цех должна быть спроектирована с учетом неравномерности его выхода от раскряжевочных установок.

Раскряжевка сырья перед цехом щепы требуется не всегда. Круглые лесоматериалы поступают для выработки щепы либо в виде короткомерных сортиментов длиной до 1,2 м либо в долготье. Для раскряжевки долготья на участке подготовки древесного сырья используют автоматические круглые пилы. При больших объемах переработки долготья целесообразно использовать высокопроизводительные слешеры.

Раскалывание древесины - обязательная операция в производстве щепы на нижних складах. На переработку в щепу поступает значительное количество древесного сырья, содержащего стволовую или напенную гниль. Чтобы удалить внутреннюю гниль, необходимо обнажить ее поверхность. Другая важная цель раскалывания - калибровка древесного сырья по сечению перед подачей в рубительные машины, которые не всегда рассчитаны на измельчение крупномерной древесины.

Окорка древесного сырья, предназначенного для выработки технологической щепы, может не производиться только в тех случаях, когда щепа поставляется заводам древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также гидролизным предприятиям определенного профиля. Щепа для целлюлозно-бумажного производства требует обязательной предварительной окорки древесного сырья и удаления гнили.

Окорка является наиболее дорогостоящей операцией в подготовке древесного сырья. Если степень чистоты окорки не соизмерить с допускаемой засоренностью щепы корой, то это обязательно скажется на технико-экономических показателях работы цеха. Необходимая степень окорки поверхности древесного сырья приведена в таблице 3 при различных значениях допускаемой засоренности корой.

Таблица 3 - Необходимая степень окорки поверхности древесного сырья

Порода	Чистота окорки лесоматериалов, %, при допустимой засоренности щепы корой, %
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	5,0
Осина	96,2	92,3	88,5	84,6	80,7	76,9	61,6
Береза	96,3	92,6	88,9	85,2	81,5	77,965,5	63,2
Ель	94,3	88,5	82,7	77,0	71,2	77,0	42,6
Пихта	96,1	92,3	88,5	84,7	80,8	75,2	61,8
Сосна	95,8	91,7	87,5	83,4	79,4	86,9	58,7
Лиственница	97,8	95,6	93,4	91,2	89,0		78,2

Необходимая степень окорки у (%) для достижения заданной нормы засоренности щепы корой k (%) определяется по формуле



(1)

где k0 - содержание коры в лесоматериалах до окорки, %.

Гидротермическая обработка древесины необходима в производстве технологической щепы для улучшения качества окорки. Как показали исследования, усилие для сдвига коры на ее границе с древесиной начинает интенсивно возрастать при температуре ниже - 3 °С, а при - 10 °С оно в 3 раза превосходит усилие сдвига при нулевой температуре. Продолжительность окорки мерзлых лесоматериалов увеличивается в 2-3 раза. Повышенная хрупкость древесины при низких температурах приводит к увеличению ее потерь в процессе окорки до 20 - 30%, а при измельчении в щепу - росту в 1,5 раза количества отсева и более быстрому затуплению ножей.

Чтобы повысить производительность окорочного оборудования и снизить потери древесины, сырье необходимо подвергать гидротермической обработке не только в зимнее, но и летнее время. В результате такой обработки подсушенного летом древесного сырья увлажняется и набухает камбиальный слой, уменьшаются силы сцепления коры и древесины, что существенно облегчает процесс окорки. В зимнее время гидротермической обработкой можно разморозить древесину и улучшить условия окорки и измельчения в щепу. Для улучшения процесса окорки достаточно повысить температуру на границе коры и древесины до - 4°С [2, с. 89-91].

сырье древесный заготовка сушка

3.1 Сушка древесных наполнителей

При изготовлении пресс-масс типа МДПК в качестве древесного наполнителя используют сухие отходы шпона. Такие частицы не требуют сушки.

Для получения пресс-масс других типов используют опилки, влажностью от 30 - 90 % образующиеся от пиления древесины на лесопильных рамах, а также опилки и стружки (или их смеси), полученные при обработке пиломатериалов с влажностью 10 - 25 % на деревообрабатывающих станках.

В зависимости от влажности частиц древесины, для их сушки применяют кондуктивные (контактные), конвективные и комбинированные сушилки. Конвективные сушилки могут быть с механическим, пневматическим и комбинированным перемещением частиц.

К кондуктивным сушилкам относятся барабанные сушилки фирм "Тесло", "Шильде", "Оберхоф" и "Альтмайер". В сушилках "Тесло" и "Шильде" внутри неподвижного барабана вращается ротор, состоящий из пучка труб, нагреваемых паром. На нагревательных трубах установлены направляющие лопатки способствующие перемешиванию частиц из сырого конца сушилки к сухому. В сушилках "Оберхоф" и "Альтмайер" вращается не только ротор, но и сам корпус. Такого типа сушилки целесообразно применять для отходов деревообработки сравнительно не высокой влажности.

К конвективным сушилкам с механическим перемещением частиц относят многоэтажные ленточные сушилки марки ПКС-20, ЦНИИФ-14 (рисунок 3). Влажностные частицы древесины непрерывно через воронку 1 поступают в камеру 3, где слои высушиваемого материала движутся по ленте 4, натянутой между ведущим 5 и ведомым 7 барабанами и поддерживаемой роликами 2. Сушка осуществляется горячим воздухом, нагреваемом калорифером. Многоэтажные ленточные сушилки применяются для сушки древесных частиц при температуре не выше 150 -160 °С.

Рисунок 3 - Схема ленточной сушилки ПКС-20

К конвективным сушилкам с пневматическим перемешиванием частиц относят трубы-сушилки и сушилки с коническими рюмками. В этих сушилках агентом сушки являются топочные газы с температурой 600 -800 °С на входе и 130 - 140 °С на выходе, поэтому в них целесообразно сушить опилки с высокой влажностью (W=70 - 90 %).

Рисунок 4 - Схема однокамерной сушилки с «кипящим слоем»

К конвективным сушилкам с комбинированным (пневмо-механическим перемещением частиц) относятся сушилки с «кипящим» слоем типа «Келлер» (рисунок 4), которые бывают одно- и двухступенчатые. Высушиваемый материал подается из бункера 3 питателем 4 в слой материала «кипящего» на распределительной решетке 5 в камере 7 сушилки. Сушильный агент - горячий воздух или топочные газы, разбавленные воздухом, который подается в смесительную камеру 2 вентилятором 1, проходит с заданной скоростью через отверстия решетки и поддерживает в ней материал в «кипящем» состоянии. Высушенный материал ссыпается через штуцер 6 и удаляется конвейером 10. Отработанные газы очищаются от унесенной пыли в циклоне 8 и пылеуловителе 9, после чего выбрасываются в атмосферу.

Сушилка второй ступени устроена аналогично сушилке первой ступени.

Характеристики сушилок применяемых в производстве древесных пресс-масс в таблице 4 [1, с. 67-70].

Таблица 4 - Сушилки для древесных наполнителей

Показатели	Типы и марки сушилок
	с «кипящим слоем»	барабанные	«Оберхоф» и «Альтмайер»	многоэтажные ленточные
	«Келлер»	«Шильде» R-IV-16	«Пандорф»		ПКС-10	ЦНИИФ-14
	одноступенчатая	двухступенчатая
Производительность, кг/ч сухих частиц	300	1600	690	420	-	-	3000
Вид теплоносителя	горячая вода	топочные газы	горячая вода	горячая вода	перегретый пар	топочные газы
Количество циркулирующего воздуха, м3/ч	10000	40000	3350	4300	12400	-	120000
Температура теплоносителя на входе в сушилку, °С	170	170	191	185	177	150-160	150-160
Размеры, м
длина	-	-	8	10,0	8,45		13,0
ширина (диаметр)	1,6	3,0	2,3	2,5	2,1		3,3
высота	3,8	5,8	5,2	3,0	2,1		5,0

1.4 Отходы лесоперерабатывающих производств

Сырье, которое получает лесозаготовительная промышленность в составе отводимого лесосечного фонда, можно подразделить на основное и дополнительное. Основное древесное сырье служит для выработки круглых и колотых лесоматериалов различного назначения, хлыстов, сырья для химико-технологической переработки и древесного топлива. На отдельных стадиях производства лесопродукции часть древесного сырья из-за низкой товарной ценности не используется или теряется в виде отходов. Это сырье может быть дополнительным источником древесины для переработки в технологическую щепу и другую ценную продукцию.

В общей биомассе отводимого в рубку леса древесина ориентировочно составляет 82%, кора 15, древесная зелень 3%. Биомасса в растущем дереве распределена неравномерно (рисунок 5). Наибольшая доля (до 65%) приходится на ствол, который является основным объектом лесозаготовительного производства. Вершинную тонкую часть ствола, крону, пни и корни как отходы лесозаготовок оставляют на лесосеке. Количество таких отходов лесозаготовок колеблется от 30 до 50 % в обшей биомассе.

Рисунок 5 - Распределение биомассы в растущем дереве

На рисунке 6 представлена классификация дополнительного сырья, биомассу которого составляют древесина, кора и древесная зелень. В зависимости от технологии лесозаготовок они образуются на лесосеке, лесопогрузочном пункте, верхнем и нижнем складах. Место их концентрации имеет важное практическое значение для переработки.

Рисунок 6 - Классификация отходов и низкокачественной древесины как дополнительного сырья для переработки в лесозаготовительной промышленности

Дополнительным сырьем для переработки в лесозаготовительном производстве могут служить отходы лесозаготовок и лесообрабатывающих производств, а также древесина, образующаяся на лесных складах при переработке хлыстов по своему качеству непригодная для выработки деловых круглых лесоматериалов.

Отходами лесозаготовок называют всю неиспользованную биомассу древостоя, оставляемую в лесу после лесозаготовительных работ. К ним относят пни, корни, лесосечные отходы и целые деревья, которые остаются на лесосеке. К лесосечным отходам относят сучья, ветви, вершины и обломки стволов. Среди оставленных па корню или брошенных на лесосеке следует выделить нежелательные и тонкомерные деревья. Нежелательными, по терминологии лесоводства, являются деревья, которые по своему состоянию, качеству и форме ствола не отвечают хозяйственным целям. К ним относят дровяные, сухостойные и лиственные деревья низкой товарной ценности. К тонкомерным относят деревья, диаметр которых ниже минимального размера заготовляемых. Нежелательные и тонкомерные деревья, которые называют иногда отходами лесоводства, лесозаготовители чаще всего оставляют на корню. Наряду с древесиной, дополнительным источником сырья для переработки могут служить кора, хвоя и листья.

Ресурсы дополнительного сырья принято разделять на потенциальные, реальные и экономически доступные. Потенциальные ресурсы включают весь объем дополнительного сырья в составе отводимого в рубку лесосечного фонда. Реальные ресурсы определяются как потенциальные за вычетом технологических потерь в процессе заготовки. К потерям относят древесину, расходуемую на производственные нужды в процессе лесосечных работ, опилки, отпавшие сучья, ветви, хвою, листья и другое сырье, которое невозможно собрать для дальнейшей переработки. Экономически доступные ресурсы дополнительного сырья представляют часть реальных ресурсов, освоение и переработка которых в конечные продукты эффективна на данном этапе развития экономики [3, с. 4-5].

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУСКОВЫХ ОТХОДОВ ЛЕСОПИЛЕНИЯ

Необходимо провести сравнительный технико-экономический анализ переработки кусковых отходов на технологическую щепу для ЦБП (целлюлозно-бумажной промышленности) и деловой части кусковых отходов на мелкую продукцию для мебельных заготовок.

Задача: Определить состав компонентов баланса древесины при переработке пиловочного сырья на пиломатериалы. Выполнить технический расчет, привязав его к конкретным условиям производства. Расчет провести для бревна диаметром 34 см., длиной 5,5 м. Распиловку пиловочника осуществляют на лесопильных рамах брусово-развальным способом поставами:

1 проход: 19 25 225 25 19 1 1 1 1 1
2 проход: 19 25 63 25 19 1 1 3 1 1

Решение: Определим объемный выход пиломатериалов аналитическим способом, используя таблицу расхода ширины постава для досок хвойных пород (кроме лиственницы) и график-квадрант, полученные данные внесем в таблицу 5.

Таблица

Исходные данные: D = 34 см; L = 5,5 м; Q = 0,60 м3.	Схема постава:
	1 проход: 19 25 225 25 19 1 1 1 1 1
	2 проход: 19 25 63 25 19 1 1 3 1 1

Талица 5 - Ведомость расчета поставов

Номинальная толщина доски, мм	Количество досок в поставе, шт.	Расход ширины постава на одну доску, мм	Расстояние от оси постава до наружной пласти доски, мм	Ширина доски	Длина доски, м	Объем досок данной толщины и ширины в м3, полученных из одного бревна
				расчетная	стандартная
1	2	3	4	5	6	7	8
ПЕРВЫЙ ПРОХОД
225	1	230,6	115,3	-	-	-	-
25	2	29,4	144,7	180	175	5,5	0,04813
19	2	23,2	167,9	-	75	5	0,01425
ВТОРОЙ ПРОХОД
63	1	64,9	32,5	225	225	5,5	0,07796
63	2	68,5	101,0	225	225	5,5	0,15593
25	2	29,4	130,4	220	225	5	0,05625
19	2	23,2	153,6	-	75	3	0,00855
						Итого:	0,36107

Объемный выход О (%):

Для составления баланса древесины необходимо рассчитать постав на распиловку с брусовкой и определить объемный выход пиломатериалов, который в данных условиях составит 60,2 %

Безвозвратные потери для хвойных пород при усушке принимаем 6%.

Прежде чем составить окончательный баланс древесины, необходимо определить потери в опилках.

Потери в опилки при перовом проходе (с учетом обрезки досок) составит:

(1)

где 0,63 - коэффициент потери опилок;

dср - диаметр в середине длины бревна, м;

Z - число пил в поставе, шт;

S - ширина пропила, 3,6 мм;

l - длина бревна, м.

Потери в опилки на втором проходе (с учетом обрезки досок) рассчитываются:

(2)

где hб - толщина бруса, м;

Z - число пил в поставе, шт;

S - ширина пропила, м;

l - длина распиливаемого бруса, м.

Объемный выход опилок из бревна определяется по формуле:

(3)

Подставляя соответствующие значения в формулы (1) и (2), получим:

и,

Отсюда,

Тогда количество кусковых отходов будет равна:

(4)

где QП - объемный выход напиленных пиломатериалов, %;

Qo - объемный выход опилок, %;

Qбп - объем безвозвратных потерь, %.

Следовательно, баланс древесины для пиловочника диаметром 34 см. и длиной 5,5 м. составит:

объемный выход пиломатериалов…………………………….60,2 %

объемный выход опилок..…………………………………..…..9,5 %

объем безвозвратных потерь……………………………..…….6,0 %

объем кусковых отходов…..……………………………..…….24,3 %

I. Рассмотрим использование кусковых отходов на производство технологической щепы. Усредненную норму расхода принимаем 1,35 м3. Тогда кусковые отходы (горбыль, рейка, обрезки) на 1 м3 щепы составит 24,3/1,35 = 18,0 %, тогда отсев от щепы составит 24,3 - 18,0 = 6,3 %. И количество опилок с отсевом от щепы Q = 9,5+6,3=15,8 %.

Тогда баланс древесины при переработке пиловочного сырья составит:

пиломатериалы…………………………………………….…….60,2 %

технологическая щепа……………………………………….…..18,0 %

опилки и отсев щепы…………………………….…………...….15,8 %

комплексное использование……………………………….…….94,0 %

безвозвратные потери…………………………………………….6,0 %.

Товарную продукцию в рублях на 1 м3 затраченного сырья рассчитаем по формуле:

Т = Х1·0,602 + Х2·0,180+Х3·0,158,

где Т - товарная продукция, руб./м3;

Х1, Х2, Х3 - принятые оптовые цены на пиломатериалы, технологическую щепу и опилки с отсевом от щепы соответственно, руб./м3.

Х1 = 43,9 руб.

Х2 = 17,5 руб.

Х3 = 2,0 руб.

Отсюда,

Т = 43,9·0,602 + 17,5·0,180+2,0·0,158 = 29,89 руб/м3.

II. Рассмотрим использование кусковых отходов на выработку мелкой продукции.

Усредненная норма кусковых отходов составит ј часть и в процентах это составит 24,3/4 = 6,1%.

После переработки кусковых отходов получим ещё отходы, которые составят 24,3 - 6,1 = 18,2 %. В том числе кроме кусковых отходов получим опилки около 15 %. Следовательно, 18,2 · 0,15 = 2,7 %. Тогда полученные отходы, поступившие на производство технологической щепы, составят:

18,2 - 2,7 = 15,5 %.

Количество щепы от оставшихся отходов:

15,5/1,35 = 11,5 %.

Кроме того, при переработке получается отсев от щепы:

15,5 - 11,5 = 4,0 %.

Тогда опилки с отсевом от щепы составит:

9,5 + 2,7 + 4 = 16,2 %.

Баланс древесины составит:

пиломатериалы…………………………………………….…….60,2 %

заготовка мелкой продукции……………………………….…….6,1 %

технологическая щепа……………………………………….…..11,5 %

опилки с отсевом от щепы……………………….…………...….15,8 %

комплексное использование……………………………….…….94,0 %

безвозвратные потери…………………………………………….6,0 %.

Отсюда, товарная продукция в рублях на 1 м3 затраченного сырья составит:

Т = Х1·0,602 + Х2·0,061+Х3·0,115+ Х4·0,162,

где Х1 = 43,9 руб.,

Х2 = 78,0 руб.,

Х3 = 17,5 руб.,

Х4 = 2,0 руб.

Отсюда, Т = 43,9·0,602 +78,0·0,061+17,5·0,1150+2,0·0,162 = 33,52 руб./м3.

Сопоставление баланса древесины по оптовым ценам (ценностным коэффициентам) позволяет получить оптимальное сочетание компонентов баланса, то есть показывает эффективность использования древесного сырья без всякого учета средств за счет которых это было достигнуто.

Поэтому только полный расчет технико-экономических показателей с определением минимума затрат в сопоставимых вариантах дает возможность определить наиболее экономически эффективный вариант переработки пиловочного сырья на различные виды продукции, то есть выявить оптимальный технологический процесс переработки древесины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Лесная и лесоперерабатывающая промышленность исторически была и остается одной из важнейших и перспективных отраслей народного хозяйства России. Лесопромышленный комплекс России составляет в экономике страны 5,6% по стоимости валовой продукции, обеспечивает свыше 12% средств государственного бюджета и значительную долю валютных поступлений. На предприятиях и в организациях лесопромышленного профиля занято более 2 млн. человек.

Главной задачей лесного хозяйства страны является обеспечение непрерывного, неистощительного и рационального пользования лесом.

С ростом потребности в древесине народного хозяйства страны особое значение приобретает ее комплексное использование.

Для этого необходимо развитие таких производств, которые смогли бы перерабатывать низкокачественную, лиственную древесину, а также все отходы в лесной и деревообрабатывающей промышленности, древесину от рубок ухода за лесом и др.

В связи с этим ускоренными темпами развиваются производства технологической щепы, древесных плит, фанеры, тарного картона и других заменителей деловой древесины, сырьем для которых служат отходы производства и низкокачественная древесина.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Мельникова, Л. В. Технология композиционных материалов из древесины [Текст] : учеб. для студ. вузов обучающихся по спец. 250403 «Технология деревообработки» / Л. В Мельникова; ГОУ ВПО «Моск. гос. ун-т леса». Изд. 3-е, испр. и доп. ? М. : МГУЛ, 2007. ? 235 с.

Никишев, В. Д. Комплексное использование древесины [Текст] : учебник для вузов / В. Д. Никишев. ? М. : Лесная промышленность, 1985. ? 264 с.

Суровцева, Л. С. Древесные композиционные материалы [Текст] : учеб. для студ. вузов обучающихся по спец. «Технология деревообработки» / Л.С. Суровцева; м-во образования Рос. Федерации, Архангельский гос. тех. Ун-т. ? Архангельск: АГТУ, 2002. ? 104 с.

Якунин, Н. К. Новые эффективные материалы и изделия из древесного сырья за рубежом [Текст] : учеб. пособие / Н. К. Якунин. М. : Лесн. пром-сть, 1974. - 142 с.

Положение о дипломном проектировании [Текст] : ч. 1. Единые требования к текстовым документам : нормативн. изд-е / сост. В. А. Паршукова, А. А. Митюшов ; СЛИ. ? Сыктывкар, 2009. - 36 с.

Размещено на Allbest.ru