Переработка зеленой массы и коры деревьев

4

Переработка зеленой массы и коры деревьев

План

Введение……………………………………………………………….3

1. Переработка древесной зелени…………………………………….4

1.2 Переработка древесной зелени сосны……………………….......5

1.3 Механическая переработка древесной зелени сосны

1.3.1 Хвойная витаминная мука………………………………….......6

1.3.2 Хвойная хлорофилло-каротиновая паста………………………7

2. Способы переработки древесной зелени………………………….8

3. Переработка коры………………………………………………….12

3.1 Способы переработки древесной зелени

3.1.1 Мочало из липы………………………………………………....13

3.1.2 Дубильное корье…………………………………………...…...15

Заключение ……………………………………………………………16

Список использованной литературы……………………………........17

Введение

Лесопользование -- составная часть лесохозяйственного произ-водства, известная как древнейший вид трудовой деятельности. Для нашего времени характерно все более полное и многогранное использование окружающей природы. Одной из важных черт эко-номического развития нашей эпохи является интенсификация лесного хозяйства и использования лесных ресурсов. В лесах РФ осуществляют следующие основные виды лесных пользовании: за-готовку древесины, живицы и второстепенных лесных материалов, побочные лесные пользования, а также пользование лесом в на-учных, культурно-оздоровительных целях и для нужд охотничьего хозяйства. Важнейшей частью лесопользования является лесоэксплуатация.

Под лесоэксплуатацией понимают процессы заготовки различного лесного сырья: круглых лесоматериалов, живицы, осмола и продуктов побочного пользования. Лесоэксплуатация -- основной вид деятельности лесопромышленного предприятия, которое занимается заготовкой и частичной или полной переработкой сырья. Основным в лесоэксплуатации является процесс производства лесоматериалов, или лесозаготовки.

Цель моего реферата: детально рассмотреть вопрос переработки зеленой массы и коры деревьев

1. Переработка древесной зелени

Древесная зе-лень (хвоя, молодые неодревесневшие побеги) используется для производ-ства хвойно-витаминной муки, хлорофилло-каротиновой пасты и хвойного лечебного экстракта, из зелени делают хвойные лечебные экстракты. В настоящее время используется около 0,7 млн. т древесной зелени, что составляет 3.. .4 % общих ее ресурсов, которые в принципе можно было бы использовать при современном уровне лесоза-готовок.

Заготовка древесной зелени заключается в отделении ее от сучьев и ветчин и транспортировании на завод. Древесную зелень можно заготов-лять с поваленных деревьев непосредственно на лесосеке. Применяется и другой, более прогрессивный способ -- на завод или нижний склад привозят ветви, тонкомер, вершины и древесную зелень отделяют здесь.

Качество хвойно-витаминной муки определяется содержанием в ней каротина. Каротин содержится в основном в хвое, в незначительных коли-чествах он имеется также в коре молодых побегов. В древесине его нет совсем, поэтому кондиционную древесную зелень можно получить лишь из молодых побегов, диаметр которых не превышает 3.. .6 мм. Кроме того, древесные частицы отделяют также в процессе производства муки.

Наиболее отработанный технологический процесс производства хвойно-витаминной муки заключается в следующем. На завод автомобилями при-возят ветви с лесосеки. Ветви подают в отделитель, который отделяет от них древесную зелень. Зелень затем измельчается и поступает в сортиро-вочное устройство циклонного типа. Здесь более тяжелые древесные частицы падают вниз, а кондиционная древесная зелень направляется в сушилку. Хвойно-витаминная мука получается быстрым (за несколько минут) высу-шиванием измельченной древесной зелени в потоке горячего воздуха и последующим ее размолом до частиц размером 1,5.. .2 мм. Мука упаковываете в бумажные мешки и отправляется на склад или сразу потребителю.

Переработка древесной зелени сосны

Сосна - одно из древнейших лекарственных растений. По фитонцидной активности она превосходит многие виды древесных пород. В сосновых лесах воздух практически стерилен (200-300 бактериальных клеток на 1 м). Древесная зелень очень богата витаминами как в количественном, так и в качественном отношении. Высокое содержание витамина С и каротина, в частности, и обусловили первые разработки по использованию этого сырья. Однако наличием этих соединений далеко не исчерпываются возможности древесной зелени как сырья для получения биологически активных препаратов.

«Использование древесной зелени в настоящее время направлено главным образом на применение ее в качестве кормовой добавки в рационы сельскохозяйственных животных. Питательность древесной зелени сосны составляет 0,28 кормовой единицы в 1 кг, т.е. равна по питательной ценности пшеничной или ржаной соломе.

Хвоя содержит целый ряд ценных биологически активных веществ и является витаминным кормом, а также служит источником фитонцидов. Однако наличие в ней дубильных, смолистых веществ, а также горечей, придающих ей специфический вкус и свойства, ограничивает ее использование в значительных количествах в нативном виде.

Кроме того, древесная зелень является продуктом скоропортящимся. Срок ее хранения после заготовки не должен превышать в летнее время 5 сут., а в зимнее - 20 сут.». [1.С.221]

Для использования полезных свойств этого ценнейшего растительного сырья при одновременном нивелировании отрицательных сторон применяются различные методы переработки древесной зелени. Их можно подразделить на механические и химические.

1.3 Механическая переработка древесной зелени сосны

1.3.1 Хвойная витаминная мука

Для сохранения на более длительное время биологически активных веществ хвои на практике проводят скоростную сушку и затем высушенную древесную зелень измельчают в муку. Хвойная витаминная мука потребляется животными лучше, чем свежая хвоя. Это происходит потому, что при сушке из нее удаляется часть эфирных масел и других летучих веществ, а часть дубильных веществ переходит в малорастворимую форму.

Цехи по выработке витаминной муки на предприятиях России в основном работают рентабельно. Выработка товарной продукции на одного рабочего составляет около 5 тыс.р. в год. Эти показатели могут быть значительно улучшены за счет механизации ручного труда на заготовке сырья и комплексного его использования.

Простота технологии и неограниченный сбыт продукции способствовали быстрому росту этого производства. Технология производства витаминной муки имеет и ряд трудностей, связанных не только со сложностью сбора древесной зелени, но и с зависимостью состава сырья от различных неконтролируемых факторов, а также его неоднородностью. Необходимо также отметить, что использование витаминной муки как компонента кормов сельскохозяйственных животных ограничено наличием дубильных и смолистых веществ, гликозидов и алкалоидов. Поэтому становится очевидной необходимость облагораживать древесную зелень или извлекать из нее биологически активные вещества с использованием проэкстрагированного сырья, в качестве витаминной муки или компостов, а также кормовых добавок, Обогащенных белком за счет выращивания на ней дополнительной биомассы

1.3.2 Хвойная хлорофилло-каротиновая паста

Хвойная хлорофилло-каротиновая паста представляет собой лечебный препарат, в состав которого входят жирорастворимые витамины и антимикробные вещества хвои. Пасту получают экстракцией смолистых веществ хвои и химической обработкой их.

Древесную зелень раздавливают на вальцах и подают в цех, где за-гружают в экстрактор--цилиндрический аппарат с крышкой и внутренним холодильником. В цилиндр подводится холодная вода, пар и бензин. Бензин подогревается паром, вступает в реакцию с зеленью, при соприкосновении с холодильником, через который пропускают холодную воду, конденсируется и извлекает при этом из древесной зелени растворимые вещества. Экстракт перекачивают в отстойник, а затем в перегонный куб, где отделяют бензин и эфирные масла. Для получения пасты в окончательном виде выполняют уще ряд операций. Выход пасты из древесной зелени составляет 2,5. ..3,6%.

2. Способы переработки древесной зелени

В настоящее время предложен целый ряд способов комплексной переработки древесной зелени методами последовательной экстракции водой и бензином.

Поэтому для широкого внедрения схемы комплексной переработки древесной зелени необходимо интенсифицировать процесс экстрагирования или получать на основе хвойно--водного экстракта, который в 5 раз дешевле хлорофилло-каро-тиновой пасты, продукты с высокой потребительной стоимостью.

«В настоящее время разработан способ совмещенной водно-бензиновой экстракции биологически активных веществ из древесной зелени по дифлегмационному методу, который позволяет увеличить выход биологически активных веществ на 15 % и сократить продолжительность процесса экстракции более чем в 2 раза по сравнению с последовательными экстракциями. Полученные экстракты при этом перерабатываются раздельно.

Из одной тонны древесной зелени сосны по безотходной технологии можно получить 210-230 хлорофиллина натрия, 4,4-4,6 кг провитаминного концентрата, 4,5-4,7 кг бальзамической пасты, 1,8-2,0 кг воска, 70-90 кг водного лечебного экстракта, 450-470 кг хвойной витаминной муки на сумму 1250-1360 р. в зависимости от выхода продуктов». [5. С.236]

Для увеличения выхода экстрактивных соединений при использовании двухстадийной экстракции предлагалось также использовать анионные поверхностно-активные вещества (алкилсульфанаг натрия), добавление которых в количестве 0,1 % от экстрагента (воды) позволяет существенно увеличить выход биологически активных веществ.

Анализ водного экстракта древесной зелени, получаемого псуществующим технологиям, показал значительное содержание в нем витаминов, сахаров, органических кислот, фенольных соединений и минеральньк компонентов. Это дало возможность использовать водные экстракты как сырье для ферментативной переработки.

Кроме того, значительное содержание в древесной зелени протеина (8-14 % в хвое сосны) и его высокая кормовая ценность вследствие нахождения в нем дефицитных аминокислот, и прежде всего лизина, позволили разработать и предложить для реализации ряд технологических схем по выделению белково-витаминных концентратов с добавками неорганических веществ.

Из 1 т абс. сух. сырья могут быть получены белково-витаминный концентрат - 80-90 кг, хлорофиллокаротиновой пасты - 50, хлорофиллина натрия -40 г, хвойного воска - 6-7 кг, ТЭМ - 250 г, хвойного лечебного экстракта - 170-200 кг, кормовых дрожжей -60--70 кг, а также углеводного корма до 500 кг.

Подобные схемы, несмотря на глубокий и дифференцированный подход к проблеме переработки древесной зелени, не нашли промышленного применения. Прежде всего это связано с большими энергетическими и временными затратами на ступенчатое использование различных растворителей при последующей их регенерации. Качество же получаемых белково-витаминных концентратов в значительной мере снижается из-за примесей соединений, переходящих в водный раствор - горечей, дубителей и т.д., освобождение от которых пока не отработано.

В литературе также описан способ получения витамина Е из фитола нейтральных соединений древесной зелени при конденсации с триметилгидрохиноном в среде пропанола и хлоридом цинка (3 %) и фторидом бора (0,002 %) в качестве катализаторов при температуре 150--170 С. Однако также нет данных о практическом применении этого способа.

Сотрудниками ЛТА им. С.М. Кирова с учетом исследований состава экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной и данных по биологической активности и свойствам отдельных соединений экстракта создана технология, позволяющая выделить концентраты соединений, обладающих наиболее ценными свойствами Кроме горячей воды, бензина и трихлорэтилена, заложенных в качестве экстрагентов в существующие технологические схемы получения биологически активных веществ из древесной зелени, исследователями изучалось применение для этой цепи еще целого ряда органических и неорганических веществ. Установлено, что экстрагирующая способность дихлорметана, ацетона, изопропанола, трихлорэтилена, этил-ацетата и спиртобензольной смеси в 1,5-2,5 раза выше, чем у бензина.

Имеется возможность использования для экстракции древесной зелени жидкого диоксида углерода. В углекислотном экстракте установлено наличие эфирного масла (2% от экстракта), хлорофилла, каротиноидов, витаминов С, Р и Е, провитамина Д, а также воска, кислот, липидов и других веществ. Благодаря наличию этих компонентов экстракты обладают высоким биогенностимулирующим действием.

К недостаткам этого метода относятся значительные затраты на производство экстрагента при больших потерях его в процессе экстракции (20-50 % от емкости экстрактора), а также высокое давление в экстракторах и вследствие этого необходимость изготовления специального оборудования. Технология экстракции жидким диоксидом углерода эффективна только в случае непосредственного применения получаемого экстракта. Соединения, входящие в его состав, из-за низких температур проведения процесса практически не претерпевают никаких изменений. В случае же дальнейшей переработки экстракта с использованием процессор, связанных с жесткими температурными режимами, применение диоксида углерода в качестве экстрагента теряет смысл. Тем не менее экологическая нейтральность и пожаробезопасность процесса наряду с низкой температурой экстрагирования позволяют предположить широкое распространение технологических схем, основанных на использовании диоксида углерода в качестве экстрагента древесной зелени.

Проводилось изучение и процессов экстрагирования древесной зелени стандартной смесью хладонов 11 и 12(1:1) по МРТУ 6-02-395-66. Содержание летучих веществ в экстракте составило 27,9 % от экстракта. Применение смеси хладонов в качестве экстрагентов позволяет, по мнению авторов, получить экстракты, которые можно вводить в парфюмерную продукцию, выпускаемую в аэрозольной упаковке. Однако, опасность применения хладонов, связанная с разрушением ими озонового слоя земли, делает использование этих экстрагентов в промышленном масштабе маловероятным.

3.Переработка коры

«Переработка коры производится для получения дубильных экстрактов, топливных брикетов, плит, строительных материалов, удобрений и топлива. Для получения дубильных экстрактов используется еловая кора, содержащая до 7 % танидов. При ручной заготовке кору после просушки поставляют потребителю в тюках. Кору, полученную при механизированной окорке, отгружают в контейнерах, автощеповозах, полувагонах.

В качестве топлива кору используют в смеси с другими видами топлива (щепой, углем, жидким топливом). Иногда кору перед сжиганием измельчают. На ряде предприятий освоено брикетирование коры. Брикеты также используются в качестве топлива, по теплотворной способности они превосходят торфяные брикеты.

Для производства плит и строительных материалов кора используется пока в опытном порядке. Исследования показывают, что изготовление древесно-корьевых плит в принципе возможно. Возможным направлением явля-ется также использование коры в качестве удобрения. Кору для этого измельчают, смешивают с минеральными добавками и в течение 1,5.. .4 месяца выдерживают в буртах». [2.С.258]

3.1 Производство продукции из коры

3.1.1 Мочало из липы

«В лесхозах (леспромхозах) имеются большие возможности для организации в значительных размерах заготовки луба и коры, применяемых во многих отраслях народного хозяйства (в кожевенной, текстильной, рыбной, пищевой промышленности и др.).

Лучшей считается кора, снятая в пе-риод сокодвижения. Выход мочала и его качество зависят от возраста и размера дерева, структуры его древесины и харак-тера фаутов. Большой выход и высокая сортность мочала по-лучаются из коры молодых, высокоствольных, прямослойных лип. Мочало косослойной липы низкого качества пригодно только на веревки и канаты».

[4.С.266]

Масса коры для замочки на мочало к общему объему хлы-ста составляет: при диаметрах деревьев на высоте груди от 9 до 31 см 20--34 %; от 36 см и выше 18 %. Выход мочала из замоченной коры с деревьев диаметром на высоте груди от 16 до 32 см 20--22 %,со старых диаметром 36 см и выше от 12 до 19 %. Выход мочала с 1 м3 хлыстовой массы составляет ,25--35 кг (в среднем 30 кг).

Снятую кору необходимо замочить в тот же день. Просрочка на 1--2 дня снижает выход мочала на 25 % и более. Вымачи-вание в зависимости от температуры, состава воды и погоды продолжается от 40 до 60 дней.

Мочало делится на три сорта: I, II и III. К I сорту отно-сится наружная ткань мочальника, снятого с дерева диамет-ром на высоте груди от 15 до 30 см (30 % не короче 3,5 и 70 % короче 2,5 м), светло-желтой или розовой окраски, эластичная, упругая, прямослойная, легко делимая на тонкие ленты, без сдира и посторонних примесей, с влажностью в лет-ний период 7 %, в зимний 14 %.

Ко II сорту относится мочальник не короче 2,5 м, делимый на равные тонкие ленты светло-желтой или розовой окраски. Допускается краснослойный, сучковатый и ноздреватый мочальник, но без примеси луба, до 15 % сдира (грубые ткани, прилегающие к коре) не короче 1,5 м. Примесей допускается 2 % общего веса мочала. III сорт -- это недомоченное, перемоченное или короткое мо-чало, длиной от 40 см, грубые, трудно делимые на равные части желтой окраски с синевой, с примесями до 5 %. Зимой влаж-ность 14 %, летом 9 %.

Мочало увязывают в тюки раздельно, по сортам. Тюки укладывают в штабель (бунт), внутри которого образуют два-три поперечных сквозных канала. Штабель закрывают полубиной. Из мочальных лент изготовляют рогожи, кули и ве-ревки.

3.1.2 Дубильное корье

Кора ели, дуба, ивы содержит ду-бильные вещества, используемые в кожевенной промышленно-сти.

Дубильных веществ (таннидов) содержится: в еловом корье 7--18 %, в дубовом 6--18.%, в ивовом от 2 до 14-- 15 % и даже до 18 %..

Для дубления пригодно ивовое сырье (таловое, лозовое, ракитовое), содержащее не менее 9 % таннидов. Древовидные ивы содержат таннидов больше, чем кустарниковые. Наилуч-шее сырье -- ивовая кора с наружной зеленоватой окраской. Наиболее ценна кора молодых насаждений со следующими признаками: молодая ивовая кора снаружи гладкая, толщи-ной не более 1 мм; еловая также снаружи гладкая, светло-бу-рая, толщиной от 1 до 4 мм; дубовая -- гладкая, блестящая, серебристо-серая.

Больше таннидов содержится в коре де-ревьев, растущих на освещенных участках, чем в коре деревьев, растущих в тени. Кора легко снимается в период сокодвижения.

«Корье сушат естественно-воздушным способом на вешалках или под навесом, обеспечивающим нормальную сушку в тени и предохраняющим корье от дождя и солнца. Хорошо высу-шенная кора твердая и хрупкая, ломается при небольшом уси-лии. Высушенное корье следует хранить в закрытом, хорошо вентилируемом с боков и снизу помещении. Для перевозки корье прессуют в тюки.

Еловую кору можно заготавливать в больших количествах при любых способах рубки леса, так как ряд сортиментов по-ставляется в окоренном виде. Много коры может быть снято с лесоматериалов, хранящихся на складах в летний период, полностью или частично окоряемых для предохранения от ко-роеда. С 1 м3 еловых лесоматериалов получается до 30 кг су-хого корья». [4.С.267]

Заключение

Переработка леса - важнейшая составляющая современной промышленности, ибо древесина и сопутствующие ей продукты являются возобновимыми ресурсами. Если раньше, на рубеже XIX - XX вв использовалась, главным образом, древесная продукция от заготовок до применения древесины в строительстве, мебельном производстве, в ЦБП, то в конце XX столетия - комплексная переработка леса стала единственной альтернативой в эволюции разумного хозяйствования, где приоритетным является не только получение высококачественной и экологически безвредной продукции, но и обеспечение устойчивого развития общества. Последнее невозможно без защиты окружающей среды, совершенствования технологий, эффективной переработки отходов и более активное использование недревесной продукции леса.

Список использованной литературы:

1. ВасильевС.Н., Рощин В.И., Выродов В.А. Состав экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной: Обзор. Информ. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1991

2. Виногоров Г.К. Технология лесозаготовок: Учебник.- М.: Лесн. пром - сть,1989

3. Методика по оценке экономической эффективности использования твердых отходов производства и потребления.- М.: ВИВР, 1988.

4. Шелгунов Ю.В., Шейнин Я.Г., Ларионов Л.А. Лесоэксплуатация: Учебник.- М.: Лесн. пром - сть,1989

5. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелении.- Л.: Изд. Ленинградского Ун-та, 1981