Виды древесных отходов и их использование

Для получения общего представления о том, какие древесные отходы существуют и как они образуются, проследим путь древесины с момента заготовки до получения конечной продукции деревообработки.
После выполнения первой технологической операции — валки деревьев в лесу остаются пни и корни, представляющие собой отходы лесозаготовок. Физико-механические и химические свойства пней и корней позволяют вырабатывать из них различную продукцию, но слишком дорого заготавливать их и очищать от минеральных частиц. Кроме того, ухудшаются условия для последующего лесовы-ращивания: в почве остается меньше питательных веществ. Поэтому заготавливают в основном сосновые пни и корни для извлечения необходимых промышленности смолистых веществ.

Поваленные деревья очищают от сучьев. Часть сучьев, ветвей и обломавшихся при валке деревьев вершин используется для укрепления трелевочных волоков (путей, по которым трелевочные тракторы доставляют деревья с места валки к транспортным путям), для создания временных лесовозных дорог и других целей.

Очищенные от сучьев стволы, называемые хлыстами, после вывозки на нижний склад обычно раскряжевывают на бревна (сортименты) определенных размеров и назначения. При выполнении этой операции для выравнивания торцов и удаления участков, содержащих недопустимые в сортиментах пороки, отпиливают отрезки. Они называются отходами раскряжевки.

Сортименты направляются на лесопильно-деревообрабатывающие предприятия, где продолжается превращение древесины в конечную продукцию. В процессе лесо-, шпало- и таропи-ления в отходы идут периферийные округлые части бревен. Эти отходы называют горбылями. У них с одной стороны пропиленная пласть, с другой — не обработанная резанием поверхность.

Если на лесопильной раме распилить круглые бревна, то получаются необрезные доски, то есть доски с не отпиленными кромками. При обрезке этих кромок, а также при раскрое пиломатериалов по ширине остаются узкие и длинные куски древесины — рейки. Когда же пиломатериалы распиливают по длине, торцуют или вырезают дефекты и пороки древесины, получаются отходы различной длины, именуемые отрезками пиломатериалов.

При производстве, сортировке и рубке по формату лущеного и строганого шпона образуются отходы в виде кусков, называемые шпоном-рваниной. В процессе лущения чураки непрерывно уменьшаются в диаметре, остаются цилиндрические стержни, которые больше лущить нельзя,— карандаши.

После обработки древесного сырья с целью получения строганого шпона в отходы идут доски нестандартных размеров — отструг. Поскольку строганый шпон в основном вырабатывают из древесины ценных пород, то и отструг обладает всеми ее качествами — имеет красивые цвет и текстуру древесины.

Фанеру, шпон, древесные плиты раскраивают на заготовки заданных форм и размеров. При этом часть материалов превращается в куски — обрезки, из которых невозможно получить заготовки нужных размеров. Все процессы поперечной (поперек волокон) и продольной (вдоль волокон) распиловки круглых лесоматериалов и пиломатериалов сопровождаются образованием мелких частиц древесины — опилок. Обязательным отходом при строгании, фрезеровании и сверлении пиломатериалов, заготовок и деталей являются стружки станочные, форма и размеры которых зависят от типа станков и характера обработки. Шлифовальная пыль, возникающая при обработке древесины на шлифовальных станках, кроме мелких древесных частиц, содержит частицы абразивного материала.

Все перечисленные виды древесных отходов — вторичные ресурсы лесной и деревообрабатывающей промышленности и могут быть использованы на технологические (для получения продукции) и топливные нужды. Отходы, используемые на технологические цели, называют вторичным древесным сырьем.

Быстрыми темпами во всех странах мира, в том числе и в нашей, растет производство бумаги и картона, соответственно увеличивается и расход древесного сырья. Если с этой целью потреблять только круглые лесоматериалы (балансы), то пришлось бы заметно расширить лесозаготовки. Технически такое решение задачи кажется наиболее простым, но экономически оно не всегда лучшее. Вспомним процесс получения бумаги. Основными ее компонентами являются целлюлоза и древесная масса. Древесину, Предназначенную для производства целлюлозы (а также полуцеллюлозы, используемой в производстве картона), сначала перерабатывают на рубильных машинах в щепу, затем путем ее химической обработки в специальных котлах получают целлюлозу.

Древесная масса может вырабатываться как из балансов механическим способом, так и из измельченной древесины химическим или термомеханическим способом. Сырье для производства целлюлозы тем лучше, чем больше в нем содержится целлюлозы, а поскольку древесина все равно подвергается предварительному измельчению в щепу, то в данном случае совсем не обязательно использовать круглые лесоматериалы.

Лучшее сырье для получения целлюлозы — кусковые отходы лесопиления, образующиеся из пери-ферийнои части стволовой древесины. Пригодны и другие виды древесных отходов, из которых можно выработать качественную технологическую щепу. В связи с этим с середины 50-х годов отходы лесопиления, а позднее и лесозаготовок (отрезки стволов) начали перерабатывать в технологическую щепу для целлюлозно-бумажного производства, что позволило за 15 лет сэкономить около 70 миллионов кубических метров высококачественной стволовой древесины. Из одного кубического метра древесных отходов в результате химической переработки можно получить 190 килограммов целлюлозы, или 230 килограммов бумаги.

Древесные отходы используются и в производстве тарного картона — эффективного заменителя деловой древесины. Известно, что 1 тонна тарного картона заменяет 10 кубических метров пиломатериалов или 15 кубических метров пиловочника, необходимых для производства ящиков. На выработку 1 тонны картона расходуется около 4,4 кубического метра древесных отходов, следовательно, 1 кубический метр отходов экономит 3,4 кубического метра пиловочника — высококачественной стволовой древесины.

Весьма эффективными заменителями деловой древесины являются древесные плиты. Древесностружечные плиты изготовляются горячим прессованием измельченных древесных частиц, смешанных со связующим веществом. Из этих плит делают мебель, панели, строительные конструкции, корпусы приборов, радиоприемников, телевизоров, тару (кроме пищевой), контейнеры,, стеллажи. Большая часть плит — около двух третей — используется в производстве мебели. Для придания декоративных свойств плиты облицовывают шпоном, бумажно-слоистыми пластиками, отделывают лакокрасочными материалами. Причем отделочный материал, в частности декоративная бумага, может воспроизвести текстуру древесины любых ценных пород.

Из отходов лесопиления, деревообработки, лесозаготовок и низкокачественной древесины, измельченных до заданных размеров на специальном оборудовании, вырабатывают древесноволокнистые плиты. Применяются они в качестве конструкционного, облицовочного или изоляционного материала, в мебельной промышленности.

Каждый кубический метр отходов, использованных на производство древесностружечных или древесноволокнистых плит, позволяет сэкономить около 2,2 кубического метра деловой древесины. За последние 15 лет древесностружечные плиты сберегли 50 миллионов кубических метров высококачественной древесины, а древесноволокнистые — 55 миллионов кубических метров.

Древесные плиты можно делать из любых видов отходов — из сучьев, ветвей, сломанных вершинок, маломерной древесины, которые в целлюлозно-бумажной промышленности менее эффективны из-за пониженного содержания целлюлозы.

Ценные продукты получают, подвергая древесину гидролизу, основанному на расщеплении сложных Сахаров на простые при взаимодействии их с водой в присутствии катализаторов. Выход Сахаров при этом зависит от химического состава исходного сырья, который почти одинаков для древесины любой породы, и от степени измельчения сырья. Чем меньше древесные частицы, тем лучше идет процесс гидролиза. В связи с этим неизбежно образующиеся при распиловке древесины опилки являются наиболее пригодным сырьем для гидролиза. Получающиеся при гидролизе древесины сахара в большинстве случаев подвергаются дальнейшей переработке. При биохимической переработке из них вырабатывают этиловый (винный) спирт и белковые вещества, при химической переработке — фурфурол, используемый в качестве растворителя или сырья для синтетических смол, пленкообразующих материалов, медицинских препаратов.

В гидролизном производстве из 1 тонны абсолютно сухой древесины при комплексной переработке получают 150—180 литров этилового спирта, 30—40 килограммов белковых кормовых дрожжей, 300 килограммов технического лигнина, 25—30 килограммов жидкой углекислоты, 4—7 килограммов фурфурола, а 1 тонна абсолютно сухих опилок в производстве этилового спирта заменяет 2 тонны картофеля или 10 килограммов глицерина, на получение которого потребовалось бы 90 килограммов пищевых жиров и 50 килограммов белковых кормовых дрожжей. В свою очередь, 1 тонна кормовых дрожжей, добавленная в корма вместе с другими веществами микробиологии, экономит 5—7 тонн зерна и обеспечивает дополнительное производство 1—1,5 тонны мяса птицы, или 0,5—0,8 тонны свинины, или 10—15 тысяч штук яиц.

Мы рассмотрели только четыре основных направления использования древесных отходов, но из них получают и много других материалов — тарные комплекты, щитовой паркет, коврово-реечные и реечные щиты, товары народного потребления, строительные материалы из измельченных древесных отходов, опилок и стружек, в смеси с цементом или известью. Мы оставили без внимания и отходы в виде коры и древесной зелени. По физико-механическим и химическим свойствам, принципам использования они существенно отличаются от древесины, и поэтому вопросы их использования являются темой для специального рассмотрения.