Размещено на http://www.allbest.ru/

Химико-технологический институт

Кафедра технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Производство плит из соломы зерновых культур пшеницы»

Выполнил: студент группы ХТР-21з А.Г. Маркова

Руководитель: профессор В.В. Глухих

Содержание

солома древесностружечный плита химический

Введение

1. Экономическое обоснование проблемы комплексного использования соломы зерновых культур пшеницы для производства древесностружечных плит

2. Химический состав и свойства соломы пшеницы

3. Особенности соломы пшеницы, как сырья для изготовления соломенных плит доски

4. Описание структурной схемы получения товарного продукта

Заключение

Список использованных источников

Введение

Солома злаковых является побочным продуктом сельского хозяйства, который образуется после удаления зерен и половы. Основными технологическими характеристиками соломы являются насыпная плотность, угол естественного откоса и максимальная степень поглощения жидкости. Солома злаковых культур обладает сравнительно низкой по отношению к другим вторичным ресурсам сельского хозяйства насыпной плотностью. Для измельченной пшеничной соломы с частицами размером 2-10 мм насыпная плотность оставляет 65 кг/м. Угол естественного откоса 45-47°, степень поглощения жидкости 3,8 м³/т. По своей структуре солома неоднородна, что связано с особенностями строения и функций анатомических элементов растительной ткани.

Соломенные плиты это более технологичный материал, чем соломитовые маты. И более универсальный. Такие соломенные плиты давно производятся в США, Европе и других странах мира. Например, в Африке место соломы используют отходы кукурузы. В принципе это не столь важно. Сырьем для такого рода изделий так же может быть сорго, то самое с которого делают веники, костра конопли технической или льна, камыш и кокосовые волокна

Учитывая масштабы нашей страны и повсеместного использования земель под высадку злаковых и зерновых культур, запасы соломы, можно сказать, практически неисчерпаемы. Ведь для постройки одного частного дома общей площадью от 60 до 70 квадратных метров достаточно использовать оставшиеся отходы после уборки урожая с 3 или 4 гектаров.

Производство соломенных плит интересно всем. Современные тенденции в технологических решениях таковы, что в любой переработке не должны оставаться отходы. Обычное соотношение соломы и зерна при обмолоте составляет один к одному. И при урожайности 20 центнеров с гектара на поле остается так же две тонны прекрасных растительных волокон.

В ходе исследования была изучена различная литература, посвященная химическому составу соломы зерновых культур в том числе и пшеницы, а также особенностям её применения в стандартной технологии производства соломенных плит из соломы пшеницы.

1. Экономическое обоснование проблемы комплексного использования соломы зерновых культур пшеницы для производства древесностружечных плит

Одним из основных сырьевых материалов, используемых в процессе изготовления ДСП, является древесная стружка, получаемая из различных источников, включая рубки ухода за лесом и древесные отходы.

Леса являются не только источником сырья для производства строительных материалов, но и важным элементом поддержания здоровой экосистемы и устойчивой окружающей среды. Поэтому крайне важно осуществлять разумное потребление древесного сырья и по возможности сохранять лесные ресурсы. В связи с этим, проводятся различные исследования с целью нахождения заменителей (альтернативных источников) древесного сырья для производства композитных плитных материалов.

Имеется информация о возможностях использования для производства ДСП вместо дорогой древесной стружки более дешёвого сырья, получаемого из других типов не древесного растительного сырья, к примеру отходы сбора сортов зерновых культур в том числе и пшеницы.

В связи с ростом цен на цельную древесину растут цены и на древесную стружку. Так, например, цена древесной стружки 7000 руб./т при её покупке в Костроме [1]. При альтернативе использования соломы пшеницы видна экономическая целесообразность, так как ее цена при покупке в Казани составит всего 1200 руб./т [2].

Энергозатраты на производство керамзита, который в данный момент является наиболее распространенным утеплителем, составляют примерно 3000МДж/т. В денежном выражении 2,08руб/кг. Таким образом, разница в энергетических затратах между получением плит из рулонов соломы и производством керамзита составила 1800МДж/т. или 1,25руб/кг.

Экономическая оценка данной технологии показывает ее эффективность и целесообразность применения в сельскохозяйственном производстве.

2. Химический состав и свойства соломы пшеницы

Солома по элементарному составу и теплоте сгорания не слишком отличается от древесины, хотя теплота сгорания соломы все же ниже, чем аналогичный параметр сухой древесины. Вместе с тем, с учетом обычной влажности (ниже 20%) солома превосходит по теплоте сгорания древесную щепу, которая в настоящее время начинает широко использоваться в северо-западных и восточных регионах России и давно используется в странах Северной Европы.

В соломе содержатся следующие элементы (% по массе): азот ? 0,45?1,13, калий ? 0,5?1,7, хлор ? 0,11?0,77. Азот увеличивает эмиссию NO 2. Содержание серы в соломе различных культур колеблется от 0,10 до 0,77% по массе. Наименьшее содержание серы наблюдается в соломе озимой ржи (~0,16% по массе) и озимой пшеницы (~0,18% по массе), наибольшее ? в соломе рапса (~0,56% по массе). В целом содержание серы в соломе можно считать низким.

Таблица 1

Компонентный состав исходной соломы

Химический состав с соломы может быть нестабильным в зависимости от сортовых особенностей и почвенно-климатических условий выращивания. В таблице 1 представлены сводные литературные данные по химическому составу соломы пшеницы.

3. Особенности соломы пшеницы, как сырья для изготовления соломенных плит доски

Сухость. Влага, скопленная внутри, будет провоцировать гниение. Кстати, именно сухие блоки такие легкие, и если они имеют значительный вес, то есть вероятность, что солома была не доброкачественно просушена. Если ощущается запах гнили или пальцами чувствуется влажность, то такой материал некачественный.

Качество соломы. Стебли должны быть гибкими и крепкими. Если при сгибании он не ломается, то это качественный блок. В обратном же случае такой материал быстро рассыпется.

Качественный пресс. Если соблюдалась правильная технология спрессовывания блока, то он не должен терять своей формы. Для этого можно попробовать просунуть под шнур пальцы, если больше 3х пальцев не помещается, то это качественный пресс.

4. Описание структурной схемы получения товарного продукта

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение физико-механических показателей прессованных плит, а также улучшение их экологических свойств. Для решения этой задачи в способе изготовления плит из соломы пшеницы, включающем обработку стеблей. Для получения высокого выхода волокнистой массы не выгодно подвергать разложению имеющиеся в соломе гемицеллюлозиг тем более, что сравнительно небольшое содержание лигнина позволяет применять мягкие условия варки.

Данные о содержании экстрагируемых веществ в горячей воде и в 1%-ном растворе NaOH при 100° показывают, что для варки соломы не требуется высоких температур. Растворение кремнезема (золы) требует большого количества воды или добавления щелочи. Осуществляют варку соломы при атмосферном давлении, а в качестве варочного реагента применить воду (водный гидролиз) и минимальное содержание щелочи (от 1 до 0,2%)- Для лучшего растворения минеральных и экстрактивных веществ опыты производились при повышенном гидромодуле (8-10).

Размол на волокно разваренной соломы осуществлялся в молотковой дробилке, дающей волокно 13-16° ШР. Для получения качественного волокна концентрация массы при размоле должна быть не менее 4-5%.

Волокнистые плиты изготовлялись без применения каких-либо синтетических связующих. В качестве гидрофобной добавки служил парафин (в виде эмульсии), который осаждался на волокно глиноземом.

Рисунок 1 Структурная схема производства плит доски с применением соломы зерновых культур пшеницы

Заключение

Способствовать сохранению окружающей среды, используя только экологически-чистые материалы -- только полдела. Ведь в большинстве случаев создание строительного материала всегда сопряжено с определённым вредом для окружающей среды.

Этот вред заключается хотя бы в том, что различные механизмы, используемые на производстве, потребляют электроэнергию. А её добыча, зачастую, может быть связанной с «экологически грязными» процессами.

Не забудьте ещё о ресурсах, которые нужны для поддержания производства, а также о создании и использовании запчастей и смазочных материалов и об отходах от всех этих производственных процессов. Соломенные панели подходят для возведения каркасных и бескаркасных малоэтажных строений, в том числе жилых домов.

Их преимущества:

-относительно невысокая цена (по сравнению с клееным деревом или кирпичом);

-низкая теплопроводность, благодаря которой дом из них неучается в падении;

-легкость монтажа, благодаря которой дом будет возведен за несколько дней;

-небольшой вес, снижающий нагрузку на фундамент;

-высокая огнестойкость, снижающая вероятность возгорания дома.

Для производства и продажи стеновых или внутренних блоков из соломы не требуется разрешения или лицензии.

При наличии постоянного источника сбыта и покупателя устраивает качество готовой продукции, нет необходимости даже в сертификации, однако для выхода на новые рынки сертификация очень желательна.

Потому что не все потенциальные покупатели верят продавцу/производителю и в том, что видят сами, кому-то нужен документ, подтверждающий пожарную.

Список использованных источников

1. Борисов, А. Н., Химия: учебник / А. Н. Борисов, Е. С. Остроглядов, Т. Б. Бойцова, Л. П. Ардашева. Москва: КноРус, 2024. 331 с. ISBN 978-5-406-11987-7. URL: https://book.ru/book/950237 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

2. Денисова, О. И., Химия: учебник / О. И. Денисова. Москва: КноРус, 2023. 307 с. ISBN 978-5-406-11978-5. URL: https://book.ru/book/950217 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

3. Сироткин, О. С., Химия: учебник / О. С. Сироткин, Р. О. Сироткин. Москва: КноРус, 2023. 363 с. ISBN 978-5-406-11854-2. URL: https://book.ru/book/949868 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

4. Глинка, Н. Л., Общая химия.: учебное пособие / Н. Л. Глинка. Москва: КноРус, 2024. 749 с. ISBN 978-5-406-12565-6. URL: https://book.ru/book/951751 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

5. Габриелян, О.С.. Химия. 10 класс базовый: Учебник / О.С. Габриелян -- Москва: Просвещение, 2022. 194 с. ISBN 978-5-09-099538-2. URL: https://book.ru/book/951287 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

6. Кокорева, В. В., Основы химии: учебное пособие / В. В. Кокорева, О. И. Сюняева. Москва: КноРус, 2021. 187 с. ISBN 978-5-406-08809-8. URL: https://book.ru/book/941001 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

7. Химия. 10 класс. Углублённый уровень: Учебник / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.И. Теренин [и др.]; под. ред. В.В. Лунин. Москва: Просвещение, 2023. 448 с. ISBN 978-5-09-107627-1. URL: https://book.ru/book/951377 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

8. Габриелян, О.С.. Химия. 11 класс базовый: Учебник / О.С. Габриелян. Москва: Просвещение, 2022. 226 с. ISBN 978-5-09-099539-9. URL: https://book.ru/book/951288 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

9. Химия: Практикум / под. ред. С.Н. Соловьева, А.В. Серов. Ставрополь: Северо-Кавказский федеральный университет, 2018. 111 с. URL: https://book.ru/book/944501 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

10. Габриелян, О.С.. Химия. 10 класс. Базовый уровень: Учебник / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.А. Сладков. Москва: Просвещение, 2023. 128 с. ISBN 978-5-09-107222-8. URL: https://book.ru/book/951378 (дата обращения: 21.12.2023). Текст: электронный.

Размещено на Allbest.ru