close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Горобец А. И. Недревесная продукция леса. Основы лесохимических производств

код для вставкиСкачать
УДК 630* 86 (075.8)
Г 70
Горобец, А. И. Недревесная продукция леса. Основы лесохимических производств [Текст] : учеб. пособие / А. И. Горобец ;
ФГБОУ ВПО "ВГЛТА". – Воронеж, 2012. – 82 с. – ISBN
В учебном пособии рассматриваются вопросы, предусмотренные образовательным стандартом и типовой программой изучения
дисциплины Недревесная продукция леса. Отражены техника и технология канифольно-терпентинного, канифольно-экстракционного и
смолоскипидарного производства. Описаны технологии производства
древесного угля, дѐгтя, хвойной витаминной муки, хлорофиллокаротиновой пасты, хвойного лечебного экстракта, пихтового масла.
Предназначено для студентов лесохозяйственного факультета
специальности 260400 (250201) – "Лесное хозяйство"
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ГОУ ВПО "ВГЛТА"
Табл. 1. Ил. 30. Библиогр.: 11 наим.
Рецензенты: лаборатория селекции НИИЛГиС;
доц., канд. с.-х. наук А.Л. Мусиевский
Научный редактор д-р с.-х. наук, проф. Е.В. Титов
ISBN
© Горобец А.И., 2009
© ФГБОУ ВПО "Воронежская
государственная лесотехническая
академия", 2012
3
ВВЕДЕНИЕ
Недревесная продукция леса весьма разнообразна. За исключением стволовой древесины, в нее входит фитомасса лесных растений,
вся биомасса грибов и диких животных. Оздоровительное и эстетическое значение леса так же можно отнести к его недревесной продукции, используемой на благо человека. Огромные возможности хозяйственного использования недревесных лесных ресурсов возникают в
результате их химической переработки.
В настоящем учебном пособии отражены основы химической
переработки древесины, живицы, бересты, древесной зелени с получением конечных продуктов - древесного угля, канифоли, скипидара,
дѐгтя, хвойной витаминной муки, хлорофиллокаротиновой пасты,
эфирных масел и др. веществ, имеющих хозяйственное значение.
Сырьем для лесохимических производств служат:
древесина, заготавливаемая в процессе рубок леса, а также отходы древесины, накапливающиеся на лесных складах и на деревоперерабатывающих предприятиях;
живица и баррас, извлекаемая подсочкой и осмолоподсочкой
леса;
пневой осмол, накапливающийся на вырубках;
береста, мелкие ветви березы и осины (хворост), заготавливаемые для производства дѐгтя;
древесная зелень хвойных и лиственных пород.
Заготовка лесохимического сырья представляет собой предпринимательскую деятельность, правовые нормы которой определены в
Лесном кодексе Российской Федерации (2006). Заготовка древесины
осуществляется на основании договоров аренды лесных участков, а в
случае осуществления заготовки древесины без предоставления лесного участка – договоров купли-продажи лесных насаждений (статья
29). Заготовка живицы и барраса осуществляется в лесах, которые
предназначаются для заготовки древесины на основании договоров
аренды лесного участка (статья 31). Заготовка пневого осмола, бересты, хвороста, древесной зелени осуществляется на основании договоров аренды лесных участков (статья 32).
Возможности использования названного выше сырья для химической переработки определяются содержанием в нем хозяйственно-
4
ценных веществ, наличием соответствующих технологий и промышленными запасами сырьевых ресурсов. Только от рубок леса в целом
по СНГ ежегодные запасы лесохимического сырья составляют: отходов древесины - около 70 млн. м3, коры 60 млн. м3, древесной зелени 12 млн. м3.
В общей сложности лесохимические производства включают
технологию пирогенетической переработки (пиролиза) древесного
сырья и технологию экстрактивных веществ. В процессе пиролиза
происходит термическое разложение сырья (дровяная древесина и
береста) с образованием твердых, жидких и газообразных продуктов,
среди которых наибольшее практическое значение имеют древесный
уголь, уксусная кислота и деготь. Экстрактивные вещества получают
воздействием на древесину, кору, древесную зелень различных растворителей. При этом извлекаются целлюлоза, дубильные вещества
(танниды), канифоль, скипидар, хвойные эфирные масла и др. важные
продукты.
Из всего разнообразия лесохимических производств отдельно
можно вычленить производства, реализуемые в заводских условиях и
производства малой лесохимии. К первым относятся целлюлознобумажное,
гидролизное,
дубильно-экстрактное,
канифольноэкстракционное, канифольно-терпентинное производства, промышленный пиролиз древесины. Ко вторым - углежжение, смолоскипидарное производство, дѐгтекуренное производство, переработка древесной зелени, осущетвляемые на базе лесозаготовительных и
лесохозяйственных предприятий.
В курсе недревесной продукции леса студенты лесохозяйственного факультета осваивают следующие разделы лесохимии: канифольно-терпентинное производство; канифольно-экстракционное
производство; промышленный пиролиз древесины; производства малой лесохимии. В изложении названных разделов содержатся теоретические основы производства, характеристика сырья и способы его
заготовки, описание технологического процесса, устройство и принцип действия оборудования, перечень конечных продуктов и их хозяйственное значение. Особое внимание уделяется экологическому
контролю технологического процесса, направленному на неистощительное пользование лесными ресурсами.
5
1. ТЕХНОЛОГИЯ
КАНИФОЛЬНО-ТЕРПЕНТИННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Существует три источника получения канифоли и скипидара
(Славянский, Медников, 1970):
1) из живицы получают живичную канифоль и живичный
скипидар;
2) из осмола и просмоленной в результате осмолоподсочки древесины получают экстракционную канифоль и экстракционный скипидар;
3) из черных щелоков, являющихся отходами сульфатноцеллюлозного производства, получают талловую канифоль и талловый скипидар. Другое их название - сульфатная канифоль и сульфатный скипидар.
Канифольно-терпентинное производство представляет собой
один из видов производств экстрактивных веществ дерева.
В общем виде экстрактивными веществами дерева называют
продукты, извлекаемые из различных частей хвойных и лиственных
деревьев растворителями, а также отгонкой с водяным паром, выпрессовыванием и др. способами, в том числе подсочкой.
Сырьем канифольно-терпентинного производства служит живица или баррас, полученные подсочкой или осмолоподсочкой, а продукцией - живичная канифоль и живичный скипидар (терпентинное
масло).
Технологический процесс переработки живицы (или барраса) на
канифоль и скипидар состоит из следующих основных операций
(Славянский, Медников, 1970):
1) первичная обработка сырья;
2) плавка живицы;
3) осветление живицы;
4) очистка живицы от сора и воды;
5) перегонка живицы;
6) уваривание канифоли;
7) затаривание канифоли и скипидара.
1.1. Первичная обработка сырья
6
Поступающая на завод живица чаще всего хранится в вертикальных металлических резервуарах объемом до 750 м3 и более. Они
снабжены барботерами (нагревателями) для разогрева живицы острым паром перед подачей ее в плавильники. Острым (перегретым)
принято называть пар, имеющий температуру более 100 оС (достигается при давлении более 1 атм.). Пар, образующийся из воды при
нормальном атмосферном давлении, называют глухим.
В порядке первичной обработки живица из хранилища самотеком поступает в специальную емкость - монжус, снабженный паровой рубашкой и мешалкой (объем монжуса до 10 м3). Здесь живицу
подогревают, разбавляют скипидаром и размешивают до однородного состояния. После этого под давлением сжатого воздуха ее перемещают по трубопроводу (диаметром 150 мм) в цех на переработку. В
трубопроводе имеется фильтр с ячейками сетки 65 Х 65 мм для улавливания случайно попавших в живицу крупных предметов. Трубопровод снабжен паровой рубашкой для поддержания температуры
живицы.
1.2. Плавка живицы
Под термином плавка живицы понимается нагрев ее до 90 - 95
С и разбавление кристаллов смоляных кислот скипидаром с целью
перевода живицы из твердого состояния в жидкое и предварительной очистки. Плавят живицу острым паром (с температурой 160 оС) в
плавильниках-экстракторах. Основные элементы конструкции плавильника-экстрактора представлены на рис. 1.1.
Технологический процесс плавки живицы заключается в следующем. Из хранилища подогретое и разбавленное в монжусе сырье
по вводному трубопроводу подается внутрь плавильникаэкстрактора. Для поддержания температуры в плавильнике под ложным дном расположен барботер, разогреваемый паром. Для разбавления живицы в плавильник подается скипидар. Расплавленная и разбавленная скипидаром живица через сетку ложного дна фильтруется
и подается в отстойник. При этом на сетке остается 80 % сора от содержавшегося в живице. Мелкий сор уходит из плавильника вместе с
расплавленной живицей в отстойники.
Сор содержит 25 % канифоли и 7 % скипидара. Поэтому при наличии на заводе двух плавильников-экстракторов они работают поо
7
переменно по 12 часов то на плавлении живицы, то на экстракции из
сора смолистых веществ, что позволяет повысить выход конечных
продуктов.
Рис. 1.1. Плавильник-экстрактор:
1 - корпус; 2 - люк для контроля; 3 - ввод скипидара; 4 - наблюдательное окно;
5 - отвод паров в холодильник; 6 - ввод скипидара; 7 - ввод сырья; 8 - ввод скипидара во второй аппарат; 9 - фильтрующий цилиндр; 10 - отвод скипидара;
11 - наблюдательное окно; 12 - люк для очистки; 13 - ввод глухого пара; 14 ввод пара в барботер; 15 - отвод остатков скипидара; 16 - отвод экстракта; 17 отвод конденсата; 18 - ложное дно; 19 - насос.
1.3. Осветление живицы
При соприкосновении с железом живица темнеет, так как образуются соединения смоляных кислот с железом. Осветление (химическую очистку) живицы производят ортофосфорной кислотой (Н3РО4).
8
Соли железа с ортофосфорной кислотой бесцветны и хорошо растворимы в воде. Они отделяются от живицы с отстоем в отстойниках.
1.4. Очистка живицы от сора и воды
Как отмечалось выше, крупный сор отделяют от живицы в плавильнике. От мелкого сора и воды живицу очищают в отстойниках.
Для создания разности в плотности живицы и воды в живицу добавляют скипидар (до 30 %-ного содержания по чистой живице) и поваренную соль (до 10 %-ного раствора).
При отстаивании капельки воды оседают вниз. Слой живицы
высотой 1 м отстаивается от солевого раствора за 4 часа. В настоящее
время на ряде канифольно-терпентинных заводов применяется бессолевой способ очистки живицы, при котором для разбавления живицы
используется больше скипидара.
Очищенная живица сосредотачивается в верхней зоне отстойника, фильтруется через его ситчатую перегородку от всплывающего
легкого сора и отводится на дальнейшую переработку.
1.5. Перегонка живицы и уваривание канифоли
Из отстойников очищенная живица поступает в канефолеварочные аппараты (рис. 1.2) для перегонки, т.е. разделения живицы на
канифоль и скипидар. после перегонки аппараты работают на уваривании канифоли.
Состав очищенной живицы: при солевом способе очистки канифоли - около 70 %, скипидара - около 30 %; при бессолевом соответственно около 60 % и 40 %. Кроме того, в очищенной живице, в
зависимости от тщательности очистки, содержится от 0,4 до 1 %
воды.
Перегонка живицы осуществляется на основе разностей в
температурах кипения скипидара и канифоли. При обычных условиях
начальная температура кипения чистого скипидара 156 оС. Темпе-
9
ратура кипения живицы значительно выше из-за наличия в ней канифоли. В зависимости от процентного содержания канифоли температура кипения живицы от 157 до 300 оС. Однако нагревание уже до
температуры более 155 оС снижает качество канифоли.
Для получения качественной канифоли перегонку живицы проводят при умеренных температурах (140 - 170 оС). С целью снижения
температуры отгонки скипидара от живицы можно применять разные
способы перегонки:
1) с водяным паром;
2) под вакуумом;
3) в струе инертного газа (СО2, N2 и др.).
Рис. 1.2. Двухступенчатая канефолеварочная колонна:
10
1 - первая ступень колонны; 2 - брызгоуловитель; 3, 6, 7 - переточные трубы;
4 - ввод терпентина; 5 - ввод острого пара; 8 - спирали глухого пара; 9 - вторая
ступень колонны; 10 - ситчатая тарелка; 11 - ввод острого пара; 12 - отвод к холодильнику от первой ступени колонны; 13 - отвод к холодильнику от второй
ступени колонны; 14 - подогреватель живицы; 15 - слив канифоли; 16 - спуск
остатков.
На канифольно-терпентинных заводах производят отгонку с водяным паром. Теория перегонки живицы заключается в том, что канифоль и скипидар - взаимно нерастворимые жидкости. Если нагревать смесь взаимно нерастворимых жидкостей, то они будут
перегоняться при температуре более низкой, чем температура кипения низкокипящего компонента смеси. Например, при перегонке живицы с водяным паром при атмосферном давлении температура кипения смеси равна 95,2 оС.
Температурный режим канифолеварочных аппаратов (140 - 170
о
С) обеспечивает полную отгонку скипидара от канифоли. Перегонку
живицы проводят в аппаратах различной конструкции, например на
двухступенчатой канифолеварочной колонне. Наряду с отгонкой скипидара в колонне производится уваривание канифоли.
Двухступенчатая канифолеварочная колонна состоит из двух
последовательно соединенных колонн, расположенных одна над другой. Принцип работы двухступенчатой колонны следующий. Из подогревателя живица подается в первую (верхнюю) ступень колонны.
Острый пар поступает в каждую ступень по отдельным трубопроводам. В первой ступени поддерживается мягкий температурный режим
(140 - 155 оС), что обеспечивает отгонку только товарного скипидара
с высоким содержанием пиненовой фракции. Пары скипидара в смеси с водяным паром отводятся в холодильник. В живице остается
около 10 % скипидара.
После отгонки товарного скипидара живица по переточным
трубам поступает во вторую ступень колонны, где поддерживается
более жесткий температурный режим (165 - 170 оС). Дополнительный
подогрев второй ступени осуществляется спиралями с глухим паром.
Во второй ступени отгоняется оставшаяся часть скипидара. Данный
скипидар содержит тяжелые фракции и называется оборотным скипидаром. Скипидар и водяные пары из второй ступени так же поступает в холодильник.
11
После полной отгонки скипидара колонна работает на уваривании канифоли, заключающемся в отгонке от канифоли воды. По завершении уваривания канифоль через ситчатую и отводные трубы,
расположенные в нижней части второй ступени колонны, сливается
из колонны.
1.6. Предварительное охлаждение и затаривание канифоли
Сливаемая из канифолеварочных аппаратов канифоль имеет
температуру около 170 оС. Поэтому, во избежание ее кристаллизации
(температура кристаллизации канифоли 80 - 120 оС), перед затариванием производят быстрое охлаждение (за 15 - 50 сек) до 60 - 65 оС.
При быстром охлаждении канифоль застывает, не кристаллизуясь.
Существует два способа охлаждения и разлива канифоли:
1) на барабанах-охладителях;
2) в разливочном коллекторе.
На барабанах-охладителях (рис 1.3) охлаждение канифоли осуществляется за 15 - 20 сек. Первоначально горячая канифоль подается
в приемную коробку. Барабан вращается со скоростью 4 - 6 оборотов
в минуту. В приемной коробке его внешняя сторона покрывается
тонким слоем горячей канифоли. Охлаждение осуществляется холодной водой, подаваемой внутрь барабана через полую ось. По ходу
вращения барабана над приемной коробкой горячей канифоли расположен нож для съема охлажденной канифоли, что позволяет производить ее послойное снятие.
Счищенная канифоль по желобу перемещается в приемную тару
(бочку). За 1 час барабан охлаждает 600 - 800 кг канифоли. Применение барабанов механизирует трудоемкие операции охлаждения и разлива канифоли. Однако их промышленная эксплуатация имеет ряд
недостатков: сложность регулировки работы, низкая производительность (на каждую канифолеварочную колонну необходимо иметь 3 4 барабана), неполное наполнение тары, частая чистка наружной поверхности барабана от налипшей пленки канифоли. Кроме того, тонкая пленка горячей канифоли подвергается окислению кислородом
воздуха.
Избежать перечисленные недостатки позволяет способ охлаждения канифоли в разливочном коллекторе. Отличительной чертой
12
является то, что горячая канифоль перекачивается непосредственно
из цеха на склад в разливочный коллектор. Охлаждение производится
в отводах коллектора. Затаривание осуществляется одновременно в
четыре металлических емкости за 40 - 50 сек. Этот метод разлива канифоли позволяет механизировать все складские работы, включая погрузку в железнодорожные вагоны.
Рис. 1.3. Охладитель канифоли:
1 - барабан; 2 - полая ось; 3 - трубы для разбрызгивания охлаждающей воды;
4 - заглушка на оси; 5 - труба для отвода воды; 6 - приемная коробка для горячей канифоли; 7 - нож для съема охлажденной канифоли; 8 - рама; 9 - опорные
подшипники; 10 - шкив; 11 - роликовая опора под тару; 12 - поплавок; 13 - опора подшипника трансмиссии
1.7. Очистка и затаривание скипидара
Перед разливом скипидар предварительно отделяют от влаги и
производят очистку. Для отделения от скипидара эмульгированной
13
влаги применяют отстаивание в флорентинах, после чего его фильтруют через соляно-ватные фильтры.
Желтая окраска скипидара указывает на попадание в него канифоли при перегонке или продуктов термического разложения смоляных кислот (канифольных масел). Иногда желтая окраска возникает
как результат продолжительного действия на терпены кислорода воздуха, особенно в присутствии влаги.
Красный цвет терпентинного масла обуславливается солями или
окислами железа. Зеленую окраску скипидару придают медные соли,
попадающие в скипидар при прохождении через холодильники. Окрашенный живичный скипидар перед разливом в тару очищают перегонкой с паром или обработкой щелочью. Для получения бесцветного
скипидара следует соблюдать технологические режимы переработки
живицы, а также правила хранения и транспортировки.
Очищенные скипидар разливают в стеклянные емкости на разливочном коллекторе.
1.8. Получение канифоли с улучшенными качествами
Сосновая канифоль как технический продукт выпускается четырех марок: А, Б, В и К. Физико-химические показатели ее представлены в табл. 1.1. Наиболее строгие технические требования предъявляются к канифоли марки К (кабельная канифоль).
Для получения канифоли с улучшенными качествами необходимо выполнить ряд условий:
1. Размеры отдельных частиц канифоли не должны быть мелкими, поскольку чем больше измельчена канифоль, тем больше она поглощает кислорода. Поглощение кислорода заметно по пожелтению
поверхности покрытий, в которых используется канифоль - в результате окисления содержащейся в ней абиетиновой кислоты.
Окисленная канифоль малопригодна для таких производств, как бумажное, лакокрасочное, синтетического каучука и др. Неоднократно отмечались случаи самовозгорания измельченной и загруженной в тару канифоли вследствие выделяющегося при автоокислении
тепла. Поэтому промышленность выпускает гранулированную канифоль для уменьшения ее склонности к окислению. Кроме того, используются антиокислители фенольного и дифениламинного типов.
14
Следует помнить, что канифольная пыль с воздухом является взрывчатой смесью.
2. Для улучшения физико-химических свойств канифоли производят полимеризацию смоляных кислот в растворах бензина, бензола,
толуола, четыреххлористого углерода и n-гексана.
3. Для предохранения канифоли от кристаллизации в нее добавляют молеопимаровую кислоту или глицерин в количестве 3%.
Таблица 1.1
Физико-химические показатели канифоли
Наименование показателей
Внешний вид
Цвет по шкале эталонов цветности
Содержание влаги, %, не более
Зольность, %, не более
Содержание механических
примесей, %, не более
Температура размягчения,
о
С, не ниже
Кислотное число, мг/г, не менее
Содержание неомыляемых веществ,
%, не более
Содержание летучих веществ,
%, не более
Склонность к кристаллизации
в массе МК-45
Сопротивление изоляции,
Ом/см при 110 оС, не менее
А
Нормы для марок
Б
В
К
Прозрачная масса стекловидная
или с наличием пузырьков воздуха
X,
N,M,K, F,E,D
X,
WW,
I,H,G
WW
WG
0,3
0,3
0,4
0,2
0,04
0,04
0,07
0,025
0,05
0,05
0,10
0,03
68
168
68
166
54
150
73
174
6,5
7,5
10,5
6,1
Не нормируется
Не нормируется
Не нормируется
0,2
Отсутствие
150 *
*1010
15
Состав основных кислот
Не нормируется
Абиетиновая и
декстропимаровая
кислоты
2. ТЕХНОЛОГИЯ
КАНИФОЛЬНО-ЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1. Характеристика сырья для канифольно-экстракционного
производства
Сырьем для канифольно-экстракционного производства служит
смолистая древесина хвойных пород (осмол). В лесохимической промышленности в качестве смолистой древесины применяют главным
образом (Грязькин и др., 1993):
зрелый пнево-корневой сосновый осмол;
свежий пнево-корневой сосновый осмол;
стволовой сосновый осмол;
карровый осмол;
болотный (глубинный) осмол;
колодниковый (валежный) осмол;
осмол из сухостоя;
вершинный осмол.
Зрелый (спелый) пнево-корневой сосновый осмол представляет собой ядровую часть зрелого пня и корней сосны. Этот осмол
является главным видом смолистого сырья и в общем балансе производства составляет более 90 %.
16
Зрелым называют отгнивший в заболонной части пень. Возраст пня определяет степень его технической спелости. В зависимости от возраста различают пни:
- свежие, простоявшие в земле менее 5 лет, смолистость их 9 12 %;
- приспевающие, простоявшие в земле 5 - 10 лет, смолистость
12 - 16 %;
- спелые, простоявшие в земле более 10 лет, смолистость
до 20 %;
Время созревания пня зависит от типа почвы. На болотистой
почве пень созревает примерно за 15, на глинистой за 20, а на песчаной - за 25 лет.
Максимальная смолистость пня отмечается на уровне шейки
корня, вверх по стволовой части и вниз по корневой она постепенно
снижается.
По степени влажности пнево-корневой осмол подразделяют на
сухой (содержание влаги не более 20 %), полусухой (20 -25 %) и сырой (влажность выше 25 %). По степени измельчения пнево-корневой
осмол делят на две группы: разделанный с максимальными размерами 60 х 40 см и полуразделанный - 120 х 60 см.
Заготовка зрелых пней сопряжена с рядом трудностей, поэтому
одним из наиболее доступных и реальных видов смолистой древесины является свежий пнево-корневой сосновый осмол, которым называют пни в первом классе их возраста (от 0 до 5 лет после рубки
древостоя). Смолистость заболони свежего соснового пня составляет
1,5 - 4,0 %, а ядра - 6 - 21 %.
По содержанию канифоли свежий осмол делится на два сорта:
Первый сорт с содержанием канифоли не менее 130 кг/т в пересчете на древесину 20 %-ной влажности. Такой осмол заготавливается при выборочной корчевке пней с большим ядром (не менее 50 %
всего пня) или при сплошной корчевке пней с предварительно искусственно просмоленной заболонью.
Предварительное просмоление осуществляется в процессе подсочки и осмолоподсочки. Кроме того, оно достигается ошкуриванием
древесины растущих деревьев, обработкой ее стимуляторами просмоления, инъекцией стимуляторов внутрь древесины через специальные буровые каналы. Например, обработка древесины серной кислотой повышает содержание в ней смолистых веществ в 2 раза, а 2 -
17
3-кратная обработка комлевой части ствола гербицидами "Грамоксон" и "Реглон" в концентрации 1 - 5 % повышает смолистость древесины в 2 - 5 и более раз.
Второй сорт с содержанием канифоли не менее 80 кг/т в пересчете на древесину 20 %-ной влажности получается при сплошной
корчевке пней диаметром от 20 см на вырубках спелых и перестойных сосновых насаждений.
Низкие сосновые пни на свежих вырубках, как правило, являются более смолистыми, чем высокие, так как смолистые вещества в течение всей жизни дерева накапливаются в ядровой древесине шейки
корня.
Стволовой сосновый осмол представляет собой просмоленную
древесину ствола сосны, получаемую в процессе осмолоподсочки наряду с живицей и баррасом. Стволовой осмол обычно заготавливают
в первую зиму после окончания осмолоподсочных работ. Он составляет примерно половину запаса древесины на корню (25 - 30 м3/га),
что в 3 - 4 раза больше, чем выход пнево-корневого осмола. Смолистость стволового осмола составляет 8 - 14 % в пересчете на древесину 20 %-ной влажности.
По содержанию канифоли стволовой осмол подразделяется на
сорта А и Б. В сорте А должно содержаться более 10 % канифоли, в
сорте Б - 8 - 10 %. Длина отрезков стволового осмола-долготья зависит от высоты заподсоченной части ствола и обычно находится в
пределах от 3 до 6,5 м.
Стволовой осмол как сырье для канифольно-экстракционной
промышленности имеет ряд преимуществ. Его выход с единицы
площади в 3 - 4 раза больше, чем пневого. Извлечение смолистых веществ из щепы стволового осмола происходит быстрее, так как в
ней содержится меньше окисленных веществ. Обессмоленная древесина является полноценным сырьем не только для получения древесных пластиков, но и для целлюлозного производства.
Существенным недостатком стволового осмола является его
низкая смолистость. Для уменьшения себестоимости канифоли отработанную осмолоперерабатывающим предприятием щепу следует
использовать в сульфатно-целлюлозном или гидролизном производствах.
Карровый осмол - это просмоленная часть древесины зеркала
карры. Такой осмол получается в виде горбыля на лесопильных заво-
18
дах при распиловке заподсоченных сосновых бревен. С 1000 карр получается 23 скл. м3 этого осмола. Содержание канифоли в карроосмоле при толщине горбыля 35 мм - 20 %, в среднем в горбыле толщиной
до 100 мм - 15 %. При соскабливании поверхностного слоя древесины
с зеркала карр получают смолистую стружку, которая также называется карровым осмолом. С каждой карры снимают 0,5 - 1 кг стружки
с содержанием канифоли до 40 %. Промышленные способы переработки каррового осмола пока не разработаны.
Болотный (глубинный) осмол заготавливается в районах, где
ведутся торфяные разработки. Средняя его смолистость 5 - 8 %. Болотный осмол представляет собой сосновые пни в торфяных залежах.
Колодниковый (валежный) осмол - это естественно просмолившаяся комлевая часть ветровальных, буреломных и поврежденных пожаром сосновых деревьев. При длительном нахождении на
земле стволы подвергаются гниению, менее смолистая заболонь
сгнивает, а более смолистая ядровая часть ствола сохраняется. Такие
отгнившие снаружи пни называют колодами. При разделке колод в
качестве лесохимического сырья используется лишь более богатая
смолистыми веществами комлевая часть.
Осмол из сухостоя и вершинный осмол. Заготавливается при
рубках сухостоя в виде комлевой части и вершин стволов, пораженных раком-серянкой. Смолистость такого осмола достигает 30 %.
В настоящее время из всех видов смолистой древесины промышленное значение для канифольно-экстракционного производства имеет пнево-корневой спелый и свежий осмол.
2.2. Способы заготовки пневого осмола
Процесс заготовки осмола сводится к извлечению пней из земли, их очистке, разделке на мелкие части и укладке в штабеля. Корчевка пней может производиться тремя способами: ручным, взрывным и машинным (Коростелев и др., 1999).
Ручной способ заготовки осмола. Ручным инструментом пни
подкапывают и обрубают их боковые корни. После этого пни корчуют путем выкручивания или вываживания. При корчевке выкручиванием пень, не извлекая из земли, раскалывают и вагой поворачивают
его вокруг оси стержневого корня, затем поочередно извлекают рас-
19
колотые части пня. При корчевке вываживанием его сначала вагой
извлекают из земли, а затем раскалывают на отдельные части.
Взрывной способ основывается на использовании энергии
взрыва. В зависимости от типа взрывателя подразделяется на два вида - огневой и электрический. При огневом способе взрывание производится с использованием капсюля детонатора и огнепроводного
шнура, при электрическом - электродетонаторов и детонирующего
шнура.
Технология заготовки осмола взрывным способом включает:
- обмеры пней и расчет величины зарядов взрывчатых веществ;
- подкопку или бурение шпуров для взрывчатых веществ;
- закладку взрывчатых веществ (аммонит, аммонал);
- подготовку шпура к взрыву: изготовление зажигательных и
контрольных трубок, изготовление патрона-боевика, заряжение шпура, забойку шпура;
- взрывание;
- трелевку, разделку и укладку осмола.
При корчевке заряды взрывчатых веществ размещают в шпурах
либо под пнем, либо в древесине пня (рис. 2.1). Шпур диаметром
10 - 12 см выполняется подкопочной лопаткой, ломом, буром, мотобуром МИ-7 или МБП-2. На щебенистых, глинистых и мерзлых
грунтах используют самоходную буровую машину на базе трактора
Т-40АМ.
Рис. 2.1. Способы закладки шпуров:
20
1 - заряд, помещенный в грунте под стержневой корень; 2 - заряд, помещенный
в грунте под серединой пня; 3 - заряд, помещенный в древесине пня
К достоинствам взрывного способа корчевки относится его
меньшая, чем у машинного, себестоимость, более низкая, чем у ручного, трудоемкость, возможность применения на труднопроходимых
для машин и с любым рельефом местности участках. К недостаткам низкий выход смолистой древесины, сложная организация взрывных
работ и повышенная опасность при их проведении.
Машинный способ заготовки осмола по сравнению с взрывным
более безопасен и в 3 - 4 раза производительнее. Технологический
процесс машинной заготовки осмола включает следующие основные
операции:
- извлечение пня из почвы;
- очистку пня от грунта и укладку его на волок;
- трелевку пней;
- разделку пней;
- укладку (или погрузку) пней.
Для данного способа заготовки создана серия машин, обеспечивающая весь комплекс работ и сохранность молодняков на облесившихся вырубках.
Для извлечения пня из земли используются машины манипуляторного типа - АКП-1 (рис. 2.2), ЛП-52; раскалывающего типа клин-корчеватель (рис. 2.3); рычажного типа - корчеватель ЛД-9
(рис. 2.4).
21
Рис. 2.2. Агрегат АКП-1:
1 - базовый трактор ТДТ-55; 2 - стрела; 3 - рукоять; 4 - аутригер; 5 - рама;
6 - захват для корчевки пней; 7 - колонна с механизмом поворота
Рис. 2.3. Клин-корчеватель на базе трактора Т-100:
1 - трактор Т-100; 2 - кронштейн клина; 3 - кронштейн блока; 4 - лебедка;
5 - трособлочная система; 6 - клин; 7 - корчевальная гребенка
22
Рис. 2.4. Рычажный корчеватель ЛД-9:
1 - зуб корчевателя; 2 - гидроцилиндр; 3 - трактор Т-130; 4 - рама; 5 - опорная
плита
На месте заготовки зрелые пни очищают от остатков почвы,
гнили и остатков заболонной древесины. Горелые пни, кроме того,
очищают от обугленных частей ядра. Длина отдельных частей пневого осмола не должна превышать 60 см, поперечное сечение не должно быть более 40 см.
Свежий осмол на месте заготовки очищают от земли и коры, после чего разделывают на куски без ответвлений. Ствольная часть заготовленного пня не должна превышать 30 см, а корни 20 см от шейки пня. Длина отдельных поленьев должна быть не более 60 см,
поперечное сечение - не более 40 см.
Разделка пневого осмола производится электрическими
(ЭПЧ-3) и бензомоторными пилами. Кроме того, для разделки пней
может использоваться прилагаемый к агрегату АКП-1 станок, оборудованный ножевой головкой с кольцевым и шестью радиальными
ножами. В стационарных условиях для разделки пней применяют установку ЛО-109 и разработанную СибНИИЛП установку для разделки и очистки осмола. На некоторых предприятиях для очистки пней
применяют гидравлические и взрывные способы.
На подвозке пней используются машины: ТПО-МЛТИ на базе
трактора Т-40А с лебедкой и ковшом вместимостью 1,5 м3; агрегат
ПЛО-1А (ЛТ-181) на базе трактора ТДТ-55А, оборудованный толка-
23
телем, манипулятором с захватом и самосвальным металлическим кузовом вместимостью 10 м3; подборщик-погрузчик ЛП-23 на базе
трактора ТБ-1, с манипулятором, челюстным захватом и кузовом
вместимостью 12 м3 (рис. 2.5).
Для погрузки пневого осмола применяют машины ТПО-МЛТИ
и погрузчики с манипуляторами (ЛТ-72, АКП-1, ЛП-23), оснащенные
грейферными захватами челюстного или лепесткового типа. На вывозке пневого осмола используют в основном автомобили общего назначения и специальные транспортные средства, такие как автомобиль-щеповоз ЛТ-7А на базе автомобиля МАЗ-5430 с самосвальным
кузовом вместимостью 37 м3; автопоезд ТМ-12 на базе автомобилятягача МАЗ-509А с полуприцепом, лебедкой с гидроприводом и тремя сменными контейнерами по 40 м3; агрегат ЛТ-143 на базе трактора
Т-157 с седельным устройством и двухосным полуприцепом с наклоняющимся кузовом совкового типа вместимостью 10,5 – 20,5 м3.
Рис. 2.5. Навесное оборудование подборщика-погрузчика ЛП-23:
1 - толкатель; 2 - манипулятор; 3 - челюстной захват; 4 - кузов; 5 - механизм подъема кузова
Лесоводственные требования к разработке осмолоделянок.
Заготовка пневого осмола разрешается на необлесившихся вырубках;
кроме того, в южном и центральном поясах подсочки объектом заготовки пневого осмола могут быть молодняки до 12-летнего, в северном поясе до 20-летнего возраста. В первом случае, а также в молодняках из малоценных лиственных пород, подлежащих замене,
разрешается применять любые способы заготовки. В молодняках из
хвойных пород заготовка осмола может производиться взрывным
способом и машинами манипуляторного типа. При этом после завершения работ по корчевке и трелевке осмола в пасеках доля погибших
и поврежденных экземпляров хвойных пород не должна превышать:
24
в молодняках естественного происхождения – 5 %, в лесных культурах – 3 %. Площадь, занимаемая технологическими коридорами для
трелевки осмола, не должна превышать 15 % площади лесосеки.
На каждый участок до заготовки осмола выписывается лесорубочный билет и составляется технологическая карта. Заготовители в
лесах I группы обязаны заравнивать после заготовки осмола ямы глубиной более 1 м и принимать меры по сохранению лесных культур,
молодняка ценных пород и подроста в насаждениях и на участках,
прилегающих к лесосекам заготовки осмола.
Запрещается заготовка осмола на площадях лесных культур, не
достигщих 3-летнего возраста, на склонах гор и оврагов, в
50-метровой зоне по берегам рек и озер, а также на других площадях,
где в результате этих работ возможно возникновение эрозионных
процессов.
2.3. Технология извлечения смолистых веществ
из древесного сырья
Технология канифольно-экстракционного производства (технология извлечения смолистых веществ из древесного сырья) включает
(Славянский, Медников, 1970):
1. Подготовку осмола к экстракции;
2. Экстракцию смолистых веществ из осмольной щепы;
3. Переработку мисцеллы;
4. Очистку скипидара-сырца;
5. Осветление экстракционной канифоли;
6. Затаривание канифоли и скипидара.
Подготовка осмола к экстракции заключается в измельчении
древесины в щепу с продольным размером 15 ... 20 мм. Измельчение
осмола в щепу производят на дисковых, реже барабанных рубильных
машинах. Резание ведется поперек волокон, чтобы вскрыть больше
трахеид и смоляных ходов. Для снижения сопротивления измельчение производят под углом, близким к 45о.
Экстракция смолистых веществ из осмольной щепы. В канифольно-экстракционном производстве под экстракцией понимают
извлечение смолистых веществ из осмола летучими растворителями, главным образом бензином. При экстракции бензин проникает
вглубь щепы. Смолистые вещества, находящиеся в щепе, растворя-
25
ются и распределяются в растворителе в основном по закону молекулярной диффузии. Для интенсификации процесса экстракции в качестве добавок к растворителю можно применять неиногенные поверхностно-активные вещества ОП-7, ОП-10 и др.
Сущность технологии экстракции сводится к следующему. В
экстрактор (раздел 1, рис. 1.1) или в батарею экстракторов загружают
осмольную щепу и заливают ее кипящим растворителем (бензином).
За счет подачи пара в барботер (нагревательный элемент экстрактора)
в экстракторе постоянно поддерживается температура кипения растворителя (150 оС). Образующиеся пары бензина проходят вверх через щепу, достигают охлаждающего элемента экстрактора, конденсируются, жидкий бензин стекает вниз по щепе к барботеру, где вновь
нагревается до парообразного состояния. Такая циркуляция растворителя через щепу (настаивание) продолжается 80 минут, что приводит к активной диффузии молекул смолистых веществ и бензина. По
истечении этого времени из экстрактора сливают образовавшийся
раствор (мисцеллу) и заливают новую партию растворителя. Процесс
экстракции одной и той же партии щепы, для максимального извлечения смолистых веществ, повторяют несколько раз, после чего экстрактор загружают свежей щепой.
Образовавшаяся мисцелла, как будет показано ниже, подвергается перегонке для разделения на растворитель, канифоль и скипидар.
В промышленной практике применяется три основных способа
экстракции:
1) периодический;
2) батарейный;
3) непрерывный.
Периодический способ экстракции наименее совершенен. При
этом способе процесс экстракции осуществляется в одном экстракторе. В настоящее время периодический способ экстракции в канифольно-экстракционном производстве применяется для извлечения
смолистых веществ из еловой серки, а также на канифольнотерпентинных заводах для извлечения смолистых веществ из сора в
плавильниках-экстракторах.
Батарейный способ отличается от периодического, главным образом, использованием для извлечения смолистых веществ нескольких соединенных в батарею экстракторов. Имеется несколько разновидностей батарейного способа экстракции:
26
батарейно-противоточный метод;
батарейно-дефлегмационный (оросительный) метод;
комбинированный метод
Батарейно-противоточный метод наиболее часто применяется
на канифольно-экстракционных заводах. При этом методе экстракции растворитель непрерывно подается в хвостовой экстрактор экстракционной батареи с общим числом экстракторов 6 - 10 (рис. 2.6) и
проходит последовательно через несколько экстракторов, соединенных друг с другом. Подача растворителя регулируется так, чтобы в
головной экстрактор на свежую щепу поступало наименьшее, а в хвостовой – наибольшее количество бензина. Соответственно, нагрев
(острым паром) хвостового экстрактора производят в наименьшей
степени, а головного – в наибольшей.
В результате в хвостовом экстракторе происходит усиленная
дефлегмация (насыщение экстрагируемыми веществами) паров бензина, и получившийся при этом избыток раствора перетекает самотеком в следующие по ходу процесса экстракторы. В них раствор последовательно обогащается канифолью и из головного экстрактора в
виде мисцеллы непрерывно отводится на дальнейшую переработку.
Рис. 2.6. Схема экстракционной батареи:
1 - экстракторы; 2 - подогреватели; 3 - сепаратор; 4 - мисцеллоприемники;
5 - фильтр для мисцеллы; 6 - сборник мисцеллы; 7 - сборник обратного слива;
8 - теплообменник; 9 - холодильники к экстракционной батарее с флорентина-
27
ми; 10 - сборник рабочего растворителя; 11 - насос для подачи растворителя на
экстракцию; 12 - насос для подачи мисцеллы на выпарку.
По истечении 80 минут хвостовой экстрактор отключается от
батареи, загружается свежей щепой и подключается к батарее уже в
качестве головного. В период разгрузки-загрузки отключенного экстрактора батарея работу не прекращает. На разгрузочно-погрузочные
операции периодически отключают каждый экстрактор, выполнивший функцию хвостового, что позволяет постепенно производить замену щепы во всей батарее.
Содержание канифоли в получаемой при этом методе мисцелле
составляет 6 - 8 %, а летучих смолистых веществ 1,5 - 2 %. Наряду с
преимуществами перед периодическим способом экстракции метод
имеет ряд существенных недостатков. К основным из них относятся
потери растворителя, сложность управления и обслуживания экстракционной батареи, большая доля ручного труда.
Батарейно-дефлегмационный (оросительный) метод является
разновидностью батарейно-противоточного. При этом методе сочетается батарейная экстракция с непрерывным орошением осмольной
щепы бензином. По технологическим и техно-экономическим показателям батарейно-дефлегмационный метод находится на уровне батарейно-противоточного.
Комбинированный метод сочетает положительные приемы батарейно-противоточного и дефлегмационного методов экстракции.
Сущность метода состоит в том, что в головной экстрактор со свежей
осмольной щепой из испарителей подаются пары бензина для подогрева и сушки щепы. Сушка щепы осуществляется в течение рабочего
периода (80 минут). Затем в этот экстрактор острым паром при давлении в 6 атмосфер пережимают растворы из хвостового экстрактора
(обратный слив) и производится окончательная подсушка щепы пережимом. После этого экстракционная батарея (рис. 2.7) работает
обычным батарейно-противоточным методом.
28
Рис. 2.7. Схема батареи при комбинированном способе экстракции:
1- экстракторы; 2 - подогреватели; 3 - сепаратор; 4 - буферный бак;
5 - отстойник мисцеллы; 6 - выпарной аппарат; 7 - испаритель
для получения паров бензина на подсушку щепы.
Мисцелла после упаривания на испарителях может получаться
практически любой концентрации. В среднем содержание канифоли в
ней составляет 220 - 250 г/л. Это значительно упрощает дальнейшую
переработку мисцеллы и снижает расход технологического пара.
Непрерывный способ. Непрерывный процесс экстракции производится в основном тремя методами:
погружением перемещаемого экстрагируемого материала
(щепы) в противоточно движущийся растворитель;
орошением растворителем щепы, перемещаемой конвейером;
при этом наиболее обессмоленная щепа орошается чистым
растворителем, а свежая - мисцеллой;
фильтрацией-экстракцией, при которой щепа перемещается
со слабой мисцеллой и окончательно обессмоливается на
конвейере экстрактора-фильтра путем отсоса мисцеллы и
ступенчатого орошения на фильтре слабой мисцеллой и чистым растворителем.
Наиболее перспективно шнековое оборудование для непрерывной экстракции смолистых веществ (рис. 2.8). Основными компонентами шнековой экстракционной установки служат загрузочная колонна, поперечно-соединительное звено и экстракционная колонна. В
комплект установки входит шнековый испаритель и вспомогательная
29
аппаратура.
От экстракторов периодического действия непрерывно действующие экстракторы отличаются тем, что в их колонны установлены
шнеки. Лопасти шнеков имеют отверстия для прохода растворителя.
На внутренних стенках колонн находятся направляющие планки, которые предохраняют щепу от проворачивания вместе со шнеком. В
нижней части загрузочной колонны имеется фильтр, через который
сливается мисцелла.
В процессе работы установки растворитель поступает в верхнюю часть экстракционной колонны через форсунки. Выше форсунок
находятся лопатки сбрасывателя для выгрузки проэкстрагированного
материала испаритель через соединительную трубу. Нагрев растворителя и сырья производится при помощи паровой (или водяной) рубашки, которая имеется у загрузочной и экстракционной колонн. Отгонка растворителя, впитавшегося в сырье, осуществляется в
шнековом испарителе.
Рабочий период установки при работе со щепой 5 часов, коэффициент извлечения смолистых веществ 85 %. Температура экстракции 60 оС. Экстракция проводится без избыточного давления в турбулентном потоке растворителя, который протекает противоточно
движущейся щепе. Влажность осмола в пределах 30 % заметного отрицательного влияния на процесс экстракции не оказывает.
Существует модификация, при которой смолистые вещества извлекаются из осмольной волокнистой массы, при которой за 20 минут
достигается коэффициент экстракции 90 %.
Кроме перечисленных выше известны:
- способы отгонки канифоли из осмола с паром под вакуумом;
- способы, основанные на применении электрогидравлического эффекта
для экстракции смолистых веществ из осмола.
30
Рис. 2.8. Общая схема шнековой опытной экстракционной установки непрерывного действия:
1 — питатель к экстрактору; 2 — шнековый экстрактор: а — загрузочная колонна; б — соединительное
звено; в — экстракционная колонна; 3 — испаритель; 4 — бункер; 5 — сборник мисцеллы; 6 — подогреватель
воды;
7 — холодильник; 8 — флорентина; 9 — мерник бензина; 10 — мерник для растворителя
31
2.4. Переработка мисцеллы
Мисцелла представляет собой жидкость, образовавшуюся в экстракторах. В состав ее входит смесь веществ с разной температурой
кипения. В мисцелле содержится: бензина 90 ... 92 %, скипидара 1,5
... 2 %, летучих масел 0,5 %, канифоли 7 ... 8 %.
Переработка мисцеллы включает упаривание, отгонку растворителя и скипидара, уваривание канифоли. После упаривания мисцелла
содержит около 70 % канифоли, 17 % скипидара и летучих масел,
13 % тяжелых фракций растворителя.
Уваривание канифоли производится при температуре 160 - 170
о
С на насадочных или змеевиковых колоннах под вакуумом и с присадкой острого пара (с температурой 220 оС). Уваренную канифоль
после осветления и охлаждения разливают в тару.
2.5. Осветление экстракционной канифоли
Экстракционная канифоль относится к маркам Б и В. При рассмотрении на свет заметен специфический темно-красный оттенок.
Темная канифоль имеет ограниченное применение в промышленности из-за наличия в ней окисленных смоляных кислот.
Осветление, как самый распространенный способ улучшения
качества экстракционной канифоли осуществляется следующими
способами:
1. применением для удаления из канифоли темнящих веществ
твердого сорбента - естественных или искусственных алюмосиликатов;
2. применением фурфурола в качестве селективного растворителя темнящих веществ (окисленных смол) и латентных веществ.
2.6. Очистка и затаривание скипидара
Перед разливом скипидар предварительно отделяют от влаги и
производят очистку. Для отделения от скипидара эмульгированной
32
влаги применяют отстаивание в флорентинах, после чего его фильтруют через соляно-ватные фильтры.
Окрашенный экстракционный скипидар перед разливом в тару
очищают перегонкой с паром или обработкой щелочью. Для получения бесцветного скипидара следует соблюдать технологические режимы производства, а также правила его хранения и транспортировки.
Очищенные скипидар разливают в стеклянные емкости на разливочном коллекторе.
3. ПИРОЛИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Пиролиз - это процесс преобразования сырья под действием высокой температуры без доступа воздуха (Славянский, Медников,
1970). Синонимами служат термины "пирогенетическая переработка", "термолиз", "термическое разложение". Неверно пиролиз заменять термином "сухая перегонка". В процессе пиролиза древесины
происходит ряд сложных химических реакций, среди которых наибольшее значение имеют реакции разложения сложных веществ древесины на более простые и образования из получающихся простых
веществ новых, более сложных. В результате пиролиза древесины
получают твердые, жидкие и газообразные продукты. Характерной
чертой промышленного пиролиза является улавливание как твердого
продукта (древесный уголь), так и большинства жидких (смолы, уксусная кислота, спиртовые продукты).
3.1. Характеристика сырья
Сырьем для пиролиза служат технологические дрова, реже отходы древесины. Древесный уголь лучшего качества, а также больший выход уксусной кислоты и метилового спирта получается из
древесины твердолиственных пород. Заводы пиролиза могут перерабатывать также древесину мягколиственных и хвойных пород.
Выход лесохимических продуктов зависит от древесной породы:
выход уксусной кислоты и метилового спирта из лиственных пород в
33
два раза больше, чем из хвойных, а выход угля из лиственных пород
несколько меньше, чем из хвойных. Заводы пиролиза работают в основном на дровах лиственных пород.
Дрова для пиролиза разделяются на твердолиственные и мягколиственные. В свежесрубленных дровах содержится 40 -60 % влаги.
По влажности дрова делятся на три группы:
1) воздушно-сухие с абсолютной влажностью 25 % и менее;
2) полусухие с абсолютной влажностью 26 - 50 %;
3) сырые с абсолютной влажностью более 50 %.
Дрова на складах сырья лесохимических заводов хранятся уложенными в поленницы, штабеля и кучи. При этом дрова лиственных
пород лучше хранить в окоренном и расколотом виде.
3.2. Процесс пиролиза древесины
Принципиальная схема пиролиза древесины представлена на
рис. 3.1. На схеме количество получаемых продуктов дано округленно. Технологический процесс сводится к следующим основным операциям.
Дрова сушат в сушильных камерах до воздушно-сухой влажности.
Подсушенные дрова загружают в реторту (1). Реторта представляет собой печь для термической переработки сырья без доступа воздуха. В ходе прогрева реторты идет процесс пиролиза древесины.
Образующийся древесный уголь остается в реторте, а пары и газообразные продукты (парогазы) выводятся в конденсатор (2).
34
Рис. 3.1. Общая схема пиролиза древесины:
1 – реторта; 2 – конденденсатор; 3 – отстойник; 4 – рефракционная колонна; 5 – испарители;
6 – выделение кислоты
35
Поступающие в конденсатор продукты пиролиза представляют
собой смесь газообразных веществ и пары жидких веществ. В конденсаторе их охлаждают для разделения на газообразные и жидкие
вещества. Газообразные вещества выводятся из технологического
процесса в качестве отходов, а жижка (жидкие вещества) подается в
отстойник (3).
Жижка состоит из смеси смолопродуктов, органических кислот,
альдегидов, гигроскопической воды и других веществ. В отсойнике
жижку остаивают, при этом в его нижней части, ввиду большей плотности (1,05 - 1,07 г/см3), выделяется слой нерастворимой в воде смолы (отстойная смола). Отстойная смола является одним из конечных
продуктов пиролиза. Отделенная от отстойной смолы смесь подается
в рефракционную колонну (4).
В рефракционной колонне смесь разделяется на спирт-сырец и
кислую воду. Спирт-сырец выводится из технологического процесса
в качестве конечного продукта. Кислая вода подается в испаритель
(5).
В испарителе путем перегонки производится разделение кислой
воды на растворимую смолу и пары летучих веществ. Растворимая
смола выводится в качестве конечного продукта, а пары легколетучих
веществ подаются в аппарат выделения уксусной кислоты (6).
В аппарате выделения уксусной кислоты пары пропускают через
слой известкового молока (разбавленная водой гашеная известь). В
результате кислоты нейтрализуются, образуется раствор уксуснокальциевой соли. Раствор спускают в сборник и в течение суток
отстаивают от механических примесей. Отстоявшийся раствор упаривают до кашицеобразного состояния и сушат до влажности 6 %.
Высушенный уксуснокальциевый порошок упаковывают в качестве
конечного продукта. В сопутствующих производствах из него восстанавливают уксусную кислоту.
В аппарате выделения уксусной кислоты получают также в качестве конечного продукта экстракционную смолу. Оставшаяся сточная вода выводится в качестве отходов производства.
Материальный баланс пиролиза древесины может быть рассмотрен на примере 1 скл. м3 дров твердолиственных пород. При относительной влажности 20 % вес его составляет около 450 кг, абсолютно сухой древесины содержится 360 кг. После пиролиза в реторте
из 360 кг древесины получается 110 кг угля и 250 кг жижки с содер-
36
жанием кислот в количестве 22,5 кг (кислотность 9 %). Выход жижки
складывается из гигроскопической воды (90 кг) и 160 кг дистиллята.
В дистиллят входят реакционная вода, кислоты и другие жидкие продукты пиролиза. В процессе переработки жижки получают около 20
кг отстойной смолы, 15 кг растворимой смолы, 5 кг экстракционной
смолы, 15 кг спирта-сырца, 15 кг уксусной кислоты.
3.3. Температурные стадии пиролиза древесины
Процесс пиролиза древесины можно разделит на четыре температурные стадии:
1. Сушка древесины (120 – 150 оС) за счет подвода тепла
извне. Химический состав древесины почти не меняется.
2. Начало распада древесины и изменения ее химического состава за счет подвода тепла извне. Образуются углекислый
газ, окись углерода, уксусная кислота (150 – 275 оС).
3. Бурное выделение тепла (экзотермические реакции, температура 275 – 450 оС). Образуются основные продукты разложения древесины.
4. Прокаливание угля за счет подвода тепла извне при температуре 450 – 550 оС и удаление остатков летучих веществ.
Увеличение температуры в реторте сказывается на выходе продуктов пиролиза следующим образом. Уксусная кислота, ее гомологи
и метанол образуются в основном в температурных пределах 250 –
275 оС, когда суммарный выход летучих кислот достигает 6 – 7 % от
абсолютно сухой древесины. Образование смол начинается при температуре 200 оС, но основное их количество образуется при температуре выше 300 оС. Выход смол уменьшается при температуре выше
500 оС. Образование угля начинается при температуре более 450 оС.
Происходящие в реторте химические реакции в значительной
степени определяются способом нагрева древесины. Применяется два
способа нагрева древесины:
1. Внешний нагрев с подачей тепла древесине через стенку реторты.
2. Внутренний нагрев путем непосредственного соприкосновения теплоносителя с древесиной внутри реторты.
Выходы двух важнейших продуктов пиролиза – смолы и угля
37
взаимосвязаны и зависят от скорости прогрева древесины. При медленном нагреве (медленном пиролизе) получают больший выход угля
и меньший выход смолы и, наоборот, при быстром нагреве (быстром
пиролизе) получают пониженный выход угля и повышенный выход
смолы. Связано это с тем, что смола и уголь получаются не только из
лигнина, но и из углеводородных компонентов древесины – целлюлозы и гемицеллюлоз, которые, в свою очередь, по-разному реагируют на скорость изменения температуры. При этом смола образуется
главным образом из лигнина, а уголь – из целлюлозы и гемицеллюлоз.
Большинство отечественных промышленных установок пиролиза древесины работают с постепенным нагревом (реторты с внешним
обогревом) и разложением основной массы древесины при низких
температурах. Таким образом, в самой конструкции установок заложен приоритет угля перед другими продуктами пиролиза.
3.4. Аппараты для пиролиза древесины
Применяемые для пиролиза древесины аппараты (реторты, печи) подразделяются по принципу действия и принципу обогрева. По
принципу действия они делятся на периодически действующие, непрерывно действующие и полунепрерывного действия. По принципу
обогрева реторты и печи делятся на аппараты с наружным и аппараты
с внутренним обогревом. Аппараты с наружным обогревом обеспечивают медленный пиролиз, а аппараты с внутренним обогревом –
быстрый пиролиз.
Периодически действующие аппараты используют в основном в уксуснокислом производстве. Принципиальная схема производства на базе таких аппаратов напоминает схему экстракционного
производства на базе экстракторов периодического действия. Для
обеспечения непрерывной работы предприятия необходимо несколько периодически действующих аппаратов, которые находятся на
вспомогательных операциях (загрузка и выгрузка) поочередно.
Непрерывно действующие аппараты более совершенны, но и
более сложны. В таких аппаратах обеспечивается загрузка дров (через верхнее загрузочное отверстие) и выгрузка угля (через устройство
для выгрузки) без остановки производства. Кроме того, такие аппара-
38
ты снабжены четырьмя штуцерами: один – для ввода теплоносителя,
второй – для вывода парогазовой смеси, третий – для ввода газов, охлаждающих уголь, четвертый – для их вывода.
В аппаратах с наружным обогревом (рис. 3.2) тепло от теплоносителя (горячие дымовые газы) древесине передается через стенки
реторт. Вследствие этого сырье прогревается неравномерно: у стенок
больше, в центре – меньше. Недостатком наружного нагрева является
неполное использование энергии топочных газов.
Рис. 3.2. Вертикальная циркуляционная реторта:
1 — зона сушки и пиролиза; 2 — конус для прокаливания угля; 3 — зона
охлаждения; 4 — конденсационная система; 5 — газодувка; 6 — топка для
сжигания газов и мазута; 7 — воздуходувка; 8 — бак для мазута; 9 — ввод
газов для рециркуляции
В аппаратах с внутренним нагревом древесина соприкасается
с теплоносителем, принудительно подаваемым в аппарат. Это позволяет использовать теплоноситель с более низкой температурой, а выход продуктов пиролиза выше, чем при наружном обогреве. Недос-
39
татком является малая концентрация продуктов в парогазовой смеси
за счет их разбавления теплоносителем.
3.5. Продукты пиролиза древесины и их применение
Основными продуктами пиролиза древесины являются древесный уголь, уксусная кислота, смолы и спиртовые продукты.
Древесный уголь представляет собой пористое хрупкое тело
блестящего черного цвета с синеватым отливом в изломе, в некоторой степени сохраняющее структуру исходной древесины. Выжженный при конечной температуре 400 оС уголь всех пород имеет примерно одинаковый состав органической массы: С - 82,5 %; Н2 - 4 %;
О + N - 13,5 %. Содержание углерода в древесном угле в зависимости
от конечной температуры выжига колеблется в значительных пределах, достигая при очень высокой температуре (около 1600 оС) 99,7 %
от органической массы. Золы в угле содержится 2,5 - 3,5 %; в ее составе преобладают СаО, К2О, Nа2О, весьма мало фосфора и серы. Теплотворная способность древесного угля 7000 - 8000 кал/кг.
Одним из основных потребителей древесного угля является химическая промышленность, вырабатывающая различные виды активных и специальных углей и потребляющая около 1/3 всего вырабатываемого древесного угля. Около 1/4 угля потребляется для
производства сероуглерода, который в основном расходуется в производстве искусственного шелка. Около 1/4 всего вырабатываемого
древесного угля потребляет металлургическая промышленность, где
он уступил место коксу в доменном производстве, но применяется в
производстве алюминия, ферросплавов и для смазки в прокатных цехах.
Крупным потребителем является полупроводниковая промышленность. Древесный уголь используется в производстве кристаллического кремния, который требуется для транзисторов. Древесный
уголь применяется в сельском хозяйстве в качестве добавки к кормам
(особенно комбинированным) птицы и скота. Активированный уголь,
введенный в качестве добавки к корму, поглощает образующиеся при
пищеварении газы, улучшает аппетит, что способствует увеличению
привеса животных. Кроме того, содержащаяся в угле зола содержит
микроэлементы, необходимые для рациона животных. В нашей стра-
40
не древесный уголь почти не потребляется для бытовых целей, хотя в
США на эти нужды расходуют почти половину вырабатываемого угля.
Российские потребители требуют в основном уголь из лиственных пород, отличающийся большей механической прочностью,
удельным весом и сорбционными способностями. Между тем опыты
показывают, что хвойный уголь по сорбционным свойствам равноценен березовому.
Смолы. В отличие от живицы хвойных пород смолы, образующиеся в результате пиролиза древесины в ретортном производстве
и в процессе газификации древесины, называют пирогенными смолами. Экономически выгодно одновременное получение угля и смолы,
что сказывается на снижении ее себестоимости. При пиролизе древесины в реторте получается 10 - 15 % суммарной смолы, считая на абсолютно сухую массу дров.
Отстойные смолы представляют собой буро-черные вязкие
жидкости с резким специфическим запахом. В составе смоляных масел, получаемых из отстойных смол, содержится около 15 % кислот,
40 - 60 % фенолов и до 30 % нейтральных веществ. При переработке
отстойной смолы получают масла для флотации цветных металлов и
ингибиторы, применяющиеся в качестве антиокислителей в нефтяной
промышленности. Кроме того, пирогенная отстойная смола используется как связующее при активации угля.
Растворимые смолы. Деление пирогенной смолы на отстойную
и растворимую носит весьма условный характер, поскольку полное
их разделение практически невозможно. В растворимой смоле (водном ее растворе) остаются мельчайшие капельки отстойной и, наоборот, в отстойной смоле содержатся компоненты растворимой. Растворимая смола в основном состоит из 25 - 30 % 1,6-ангидро-1,5глюкопиранозы (левоглюкозан), 15 % новолаков (производные пирокатехина и других фенолов), 20 % лактонов оксикислот и их полиэфиров, 5 - 7 % пирокатехина и его производных, 7 % этиленгликоля,
5 % гликолевого альдегида и других органических соединений. Среди
них находится 6 - 9 % жирных кислот ряда уксусной кислоты (уксусная, муравьиная, приопионовая, масляная), мальтол, ацетол, метилглиоксаль, метилциклопентонолон, редуктоны и диангидрид глюкозы.
Продукты переработки растворимых смол применяются при буровых работах, при производстве новолаков, синтанов (синтетиче-
41
ских дубителей), гербицидов, при выработке мягчителей для регенерации резины, в меховой промышленности. Содержащийся в растворимой смоле мальтол находит применение при жидкостном копчении
рыбы концентратами растворимой смолы. Метилциклопентонолон
служит исходным продуктом для синтеза душистых веществ (аналогов жасмина) и σ-капролактама. Аналоги последнего служат исходным сырьем для изготовления искусственных полиамидных тканей
типа капрона.
Уксусная кислота. Конечным продуктом ретортного производства является уксуснокальциевый порошок (СН3СОО)2Са, который
затем регенерируют до уксусной кислоты СН3СООН. В современных
установках пиролиза производится непосредственное извлечение уксусной кислоты.
Несмотря на то, что в стране производится больше синтетической уксусной кислоты, ряд отраслей (например, пищевая промышленность) использует только лесохимическую (натуральную) кислоту. Около 60 % всей уксусной кислоты (синтетической и
лесохимической) расходуется на производство ацетилцеллюлозы,
примерно 30 % - на получение сложных эфиров уксусной кислоты,
применяющихся в качестве растворителей в лакокрасочной и др. отраслях промышленности.
Остальная кислота используется в пищевой (при консервировании), текстильной (для протравки), химической (производство гербицидов, пластмасс, красителей и др.), фармацевтической и прочих отраслях промышленности. На фоне дефицита уксусной кислоты лишь
немногие заводы вырабатывают чистые ее сорта (реакционную, пищевую). Большинство лесохимических заводов вырабатывает техническую кислоту. На некоторых заводах наряду с уксусной кислотой в
качестве товарного продукта вырабатывается пропорциональная уксусная кислота, применяющаяся для производства ростовых веществ
и гербицидов, а также в медицинской промышленности при выработке этазола.
Спиртовые продукты, вырабатывающиеся на заводах пиролиза, представлены легкокипящими растворителями и метанолом.
Улавливание только этих продуктов нерентабельно, но необходимо,
так как в противном случае уголь обладает способностью к самовозгоранию. Метанол-сырец, получаемый при обесспиртовывании жижки, содержит спирты, сложные эфиры, кетоны, альдегиды и ряд дру-
42
гих продуктов пиролиза древесины. В результате его переработки получают (в расчете на 1 скл. м3 дров лиственных пород) укрепленного
метанола 3,8 – 4,2 кг, растворителей 2,6 – 3,2 кг, сильвана 0,15 – 0,18
кг, фурфурольных масел 0,15 –0,20 кг и аллиловых масел до 0,5 кг.
Спиртовые продукты широко применяются в качестве растворителей,
в химической и др. отраслях промышленности.
4. ТЕХНОЛОГИЯ УГЛЕЖЖЕНИЯ
Углежжение относится к малой лесохимии и представляет собой
упрощенный процесс пиролиза древесины. В отличие от промышленного пиролиза углежжение производится непосредственно на предприятиях лесного комплекса. Характерными его чертами являются:
Упрощенные установки для углежжения или их полное отсутствие
(в случае производства угля костровым способом).
Большинство углевыжигательных установок рассчитано только на
производство древесного угля и не осуществляет улавливание
жидких продуктов.
Значительно меньшее, чем при промышленном пиролизе потребление сырья и меньшие объемы производства.
В отличие от пиролиза в углежжении используют не только дрова
лиственных древесных пород, но и хвойных. При этом различают
дрова твердолиственные, мягколиственные и хвойные.
Большие затраты ручного труда и большая себестоимость продукции.
4.1. Технология производства угля в тоннельных печах
Распространение получило производство угля в стальных и кирпичных вагонных печах (Славянский и др., 1962). Общими чертами
стальных и кирпичных углевыжигательных установок является то,
что сырье подается в них загруженным на вагонетки, отсюда и произошло название "вагонные печи". Длинная сторона данных печей
расположена в горизонтальной плоскости, загруженное сырье проходит как бы через тоннель, отсюда второе их название - "тоннельные
43
печи". Отличительные черты стальных от кирпичных тоннельных печей сводятся к следующему.
Тоннельная вагонная стальная печь работает по принципу
внешнего нагрева. Представляет собой переоборудованный железнодорожный металлический вагон прямоугольной или округлой формы.
Длина ее 16,5 м, поперечные размеры 1,9 Х 2,5 м, ѐмкость 80 м3. Работает по принципу внешнего обогрева. В печь входит четыре вагонетки по 9 м3 дров. Ёмкость установки используется всего на 45 % и
увеличить полезный объем конструктивно трудно. Свободное пространство способствует длительному пребыванию парогазов в реакционной зоне и соответственно приводит к снижению выхода ценных
жидких продуктов. Вагонные стальные печи являются самыми дорогостоящими и малоэффективными.
Тоннельная вагонная кирпичная печь (рис. 4.1) вмещает три
Рис. 4.1. Тоннельная вагонная кирпичная печь
вагонетки по 8 м3 дров. Работает по принципу внешнего нагрева. Коэффициент полезной емкости 40 %, что обуславливает недостатки,
общие со стальной печью. Является менее дорогостоящей, но на ее
прогрев потребляется больше горючего.
Тоннельные печи производят как уголь, так и жидкие продукты.
Технологический процесс углежжения сводится к тому, что решетчатые вагонетки проходят следующий круговой путь:
1. Склад, где их загружают дровами.
2. Сушилки, где производится сушка дров до воздушно-сухого
состояния.
3. Тоннельную печь, где происходит процесс пиролиза древесины.
4. Тушильники, где производят тушение углей водой.
5. Площадку выдерживания угля на воздухе для его охлаждения.
44
6. Разгрузочную площадку.
При данном способе углежжения древесный уголь находится на
вагонетках, что позволяет механизировать операции по его выгрузке,
а также операции по загрузке печи. Улавливание жидких продуктов
производится по принципу промышленного пиролиза.
4.2. Технология производства угля
в передвижных углевыжигательных печах
Передвижные печи приспособлены для работы на предприятиях
лесного комплекса с использованием древесных отходов и неликвидных дров лиственных пород. Подобные печи называют карбонизаторами. Продукцией их является только древесный уголь (Славянский,
Медников, 1970).
Распространение получила передвижная вращающаяся углевыжигательная печь ЦНИИМЭ марки УВП-4 (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Передвижная углевыжигательная печь:
1 — барабан; 2 —выносная топка; 3 — вытяжная труба; 4 — люки для
загрузки и выгрузки
45
Передвижная печь состоит из барабана диаметром 2,0 м и длиной 3,1 м, в который загружается 7,5 скл. м3 дров. Дымовые газы из
топки (расположена вне барабана) подаются внутрь печи, следовательно пиролиз производится по принципу внутреннего нагрева. Теплоноситель проходит через дрова вверх и потом выходит вниз к дымовой трубе. Через 1,5 – 2 часа, когда загруженные дрова прогреются
и воздух из реторты будет вытеснен, топку форсируют.
Об окончании переугливания судят по полному прогреву печи и
переходу цвета парогазов от желтоватого к синеватому, почти прозрачному. С этого момента печь герметизируют и оставляют для охлаждения до 40 – 50 оС. После охлаждения барабан поворачивают
люком вниз и выгружают уголь. Выгруженный уголь в течение суток
выдерживают на воздухе. Если при выгрузке уголь загорается, его
опрыскивают водой.
Печь УВП-4 за год может выработать 100 – 120 т угля. Оборот
реторты около 35 часов. В год печь перерабатывает около 1000 скл.
м3 дров, или в среднем 3 – 4 скл. м3 в сутки. По производительности
она уступает лишь вертикальной циркуляционной реторте, но превосходит все крупные вагонные печи. Причина такой сравнительно
высокой производительности заключается в очень плотной укладке
дров, недостижимой ни для одной вагонной реторты. Кроме того,
внутренний нагрев топочными газами способствует более высокой
удельной производительности, чем при внешнем нагреве в стальных
тоннельных и многих крупнозаводских ретортах.
4.3. Технология производства угля костровым способом
Простейшим вариантом пиролиза древесины является старинный костровой способ (Коростелев и др., 1999). Углежжение служит,
как правило, для получения только древесного угля, жидкие продукты при этом способе обычно не улавливаются.
По способу укладки костры различают стоячие (рис. 4.3) и лежачие (рис. 4.4). Вне зависимости от способа укладки имеются общие
правила организации углежжения. Для углежжения подбираются
дрова желательно одной породы. Нельзя смешивать сосновые дрова с
еловыми, осиновые с березовыми. Толстые поленья помещают в середине костра, а промежутки между ними заполняют мелкими.
46
Костры устраивают вблизи водоема, на рыхлом суглинке, на местности с небольшим уклоном с тем, чтобы одна сторона площадки
(тока) под костер была выше другой на 15 – 20 см. Площадку выравнивают и утрамбовывают. Если кроме угля рассчитывают получить и смолу, то в основании тока делают воронкообразное углубление. На низ костра укладывают помост из поленьев. Выложенный
костер для устранения свободного доступа воздуха покрывают снаружи плотной покрышкой (рубашкой) из хвороста, соломы, угольной
мелочи, дерна и земли.
Стоячие (вертикальные) костры выкладывают в форме стога
сена из поленьев длиной 1 - 1,5 м. Подготавливают площадку под
костер, в центре ее вбивают кол и вокруг него в соответствии с объемом костра описывают окружность. Устраивают вертикальный и горизонтальный зажигательные каналы.
Для вертикального канала вокруг вбитого кола втыкают 3 - 4
жерди высотой, равной высоте костра. Пространство между жердями заполняют легко воспламеняющимся материалом (лучиной, берестой и т.п.). Затем на низ костра укладывают горизонтальный помост
из поленьев.
Рис. 4.3. Разрез стоячего костра (схема):
1 - продух; 2 - рубашка; 3 - купол костра; 4 - переугливаемые дрова;
5 - зажигательный канал; 6 - помост; 7 - ток
47
Рис. 4.4. Разрез лежачего костра (схема):
1-ток; 2-подошва (передняя часть костра); 3-зажигательные
4-переугливаемые дрова; 5-рубашка; 6-парус; 7-продух; 8-помост
каналы;
Для устройства горизонтального зажигательного канала на помост крышеобразно укладывают две доски, пространство между ними заполняют легко воспламеняющимся материалом. Переугливаемые дрова устанавливают в два - три яруса, описывая вокруг
центрального кола (служащего опорой) концентрические окружности. На внутренней окружности дрова ставят вертикально, а по мере
продвижения к периферии постепенно увеличивают наклон к центру
костра с целью образования конуса. В верхней части укладывают
мелкие дрова почти горизонтально, образуя купол. Костер укрывают
двухслойной покрышкой (рубашкой) толщиной 15 - 20 см. Нижний
слой покрышки делают из хвороста, соломы, мха, наружный - из земли, угольной мелочи (патьи). В нижней части покрышки делают 12 14 отверстий для выхода парогазов. Для доступа воздуха в период
прогрева дров устраивают продухи.
После зажигания костра горение распространяется от центра к
периферии и сверху вниз. При этом объем костра уменьшается, образуются провалы за счет выгорания дров и взрывов выделяющихся па-
48
рогазов. Провалы заполняют дровами, восстанавливают покрышку,
высохшую покрышку увлажняют.
Процесс углежжения делится на две фазы: высушивание дров и
их переугливание. Длительность углежжения зависит от объема костра, породы древесины и ее влажности. Костры объемом 10 - 30 м3 переугливаются за 3 - 5 дней.
Интенсивность пиролиза регулируют с помощью специальных
отверстий в покрышке (продухов) и толщиной покрышки. Эти отверстия сначала пробивают вверху кучи. В фазу сушки дров выделяются
парогазы желто-серого цвета. По окончании сушки (определяется по
изменению цвета парогазов на синеватый) первоначальные продухи
закрывают, а несколько ниже пробивают новые. Так поступают
вплоть до основания костра. В результате воздух поступает через
продухи, а парогазы из зоны обугливания выходят через отверстия в
нижней части покрышки. С момента, когда парогазы становятся почти прозрачными, что говорит об окончании обугливания, все отверстия и продухи закрывают, покрышку разравнивают и утолщают, защищая уголь от соприкосновения с воздухом. В таком состоянии
костер оставляют на 1 - 2 дня, затем разбирают.
В лежачих (горизонтальных) кострах дрова укладывают горизонтально на лежни. Ширина костра равна длине поленьев (2,5 м и
более). Покрышку с боков делают из досок, пространство между дровами и досками засыпают землей. Дрова зажигают с передней стороны (подошвы) по всей ширине кучи в двух зажигательных каналах.
Качество дров из лежачих куч несколько ниже, чем из стоячих.
Общими недостатками кострового способа углежжения являются: зависимость от погодных условий, большая доля ручного труда,
необходимость высокой квалификации углежогов, частое сгорание
мелких дров и отходов, засорение угля землей. По приведенным причинам себестоимость угля, полученного костровым способом, выше
себестоимости угля, выработанного карбонизаторами и ретортами.
49
5. СМОЛОСКИПИДАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Смолоскипидарное производство относится к малой лесохимии
и представляет собой процесс пиролиза смолистой древесины хвойных пород (осмола). Основными отличиями от промышленного пиролиза является то, что пиролиз осмола в смолоскипидарном производстве осуществляется в упрощенных установках, а объемы
производства относительно невелики. Продукцией смолоскипидарного производства является древесный уголь, пирогенный скипидар,
смолы и уксусная кислота. Хозяйственное их значение аналогично
однотипным продуктам пиролиза древесины и канифольноэкстракционного производства.
5.1. Сырье для смолоскипидарного производства
Сырьем для смолоскипидарного производства служат все виды
смолистой древесины (осмола), применяемые в канифольноэкстракционном производстве. На 80 - 85 % сырье представлено пнево-корневым сосновым осмолом. Подробная характеристика осмола и
способы его заготовки приведены в разделе "Технология канифольноэкстракционного производства".
5.2. Технология смолоскипидарного производства
Процесс переработки осмола во всех существующих установках
одинаков и заключается в разложении смолистой древесины без доступа воздуха под действием высоких температур (Коростелев и др.,
1999).
Ход разложения смолистой древесины можно разграничить на
следующие температурные интервалы:
1. При температуре от 100 до 200 оС происходит прогрев, сушка осмола, выделение скипидара и воды.
2. В пределах 200 - 280 оС происходит отгонка смолы, и начинаются
экзотермические реакции.
3. При температуре 280 - 380 оС идет экзотермическое разложение
осмола с интенсивным выделением смолы.
4. При температуре 400 - 450 оС происходит прокаливание угля.
50
Все отечественные смолоскипидарные аппараты работают по
принципу внешнего нагрева, температура внутри них неодинакова,
поэтому вышеуказанные процессы идут одновременно.
В производственных условиях осмол перерабатывают следующим образом. Разделанный осмол плотно загружают в печь или в реторту. Установку герметически закрывают, соединяют с холодильником и нагревают. При этом пары воды и скипидара отводятся в
холодильник, охлаждаются и собираются в приемник. Смола и другие продукты разложения через смоляной ход в центре днища аппарата отводятся в специальные сборники, где путем отстаивания смола
отделяется от подсмольной воды. Внутри установки остается древесный уголь.
Вода, отгоняемая одновременно со скипидаром, называется подскинидарной и содержит до 3 % кислот. Вода, получаемая при отгонке смолы, называется подсмольной, содержит 7 - 9 % уксусной кислоты, 10 - 12 % растворимых смол, метиловый спирт, ацетон. Из
этих вод получают уксусную кислоту.
Из 1 м3 осмола весом 300 кг получают 15 кг скипидара, 34 кг
смолы, 3 кг уксусной кислоты, 52 кг угля.
5.3. Типы установок смолоскипидарного производства
Все существующие смолоскипидарные установки делятся на
кирпичные печи и железные котлы (реторты).
Наиболее распространены: кирпичная печь-кожуховка, минская
реторта и вятский котел.
Кирпичная печь-кожуховка (рис. 5.1), в зависимости от модификации, имеет загрузочную емкость 3 - 10 м3. Состоит из печи, смоляной колоды, скипидарного холодильника и сборников для скипидара и смолы.
Печь состоит из внутреннего кирпичного ящика (камера пиролиза), наружного кирпичного кожуха, кирпичного канала между ними для топочных газов, колоды для отвода паров скипидара, смолы и
продуктов разложения. Кожух поднимается наклонно к своду камеры
и сужается к задней части. В передней его части имеется два топочных отверстия-жигала.
51
Рис. 5.1. Печь-кожуховка; расположение оборудования:
1 – печь; 2 – смоляная колода; 3 – деревянный стояк; 4 – сухопарник; 5 – сборник смолы; 6 – холодильник; 7 – ванна холодильника; 8 – сборник скипидара
В задней части печи дым отводится в трубу. Дно (под) камеры
пиролиза имеет уклон к центру. В центре пода имеется отверстие для
стока смолы, отвода парогазовой смеси и продуктов разложения древесины. Это отверстие соединено со смоляной колодой. Над печью
устраивают деревянный навес.
Минская реторта (рис. 5.2) состоит из обмурованной кирпичной кладкой металлической реторты, кирпичного смольникаконденсатора, холодильника для улавливания скипидара, флорентины для скипидара, сборника смолы. Толщина металла реторты 5 - 8
мм. Кирпичное дно обмуровки выкладывается в виде конуса, переходящего в смоляной канал. Холодильник изготовляется из меди в
виде змеевиков. При емкости реторты 20 м3 поверхность охлаждения
должна быть не менее 15 – 16 м2. Реторта имеет выносную топку и
обогревается снаружи.
Реторту загружают осмолом, плотно его укладывая, сначала на
2/3 высоты через нижний лаз, оставляя у лаза свободную шахту для
подачи осмола. Осмолом, подаваемым через верхний люк, заполняют
шахту и окончательно загружают реторту. Мелкий осмол укладывают
вниз и к центру. После загрузки люк и лаз закрывают и промазывают
глиной с песком на соляном растворе. За 20 – 30 минут до окончания
загрузки в топке разводят огонь, сначала слабый, а затем более интенсивный с таким расчетом, чтобы первые капли воды и скипидара
появились не позже 8 часов (зимой) после начала обогрева реторты.
52
При работе Минской реторты парогазовая смесь конденсируется
в кирпичном смоляном конденсаторе-смольнике, соединенным непосредственно со смоляным каналом. Жидкие смолистые вещества собираются в сборнике смолы, где отстаиваются от подсмольной воды.
Легкая часть парогазовой смеси отводится через вертикальный кирпичный боровик в сухопарник, а пары скипидара проходят через перекидную трубу в холодильник. Сконденсировавшаяся смесь поступает в флорентину, где скипидар отстаивается от подскипидарной
воды.
Рис. 5.2. Схема расположения оборудования Минской реторты:
1- реторта; 2 – смоляной канал; 3 – вертикальный кирпичный боровик;
4- холодильник; 5 – флорентина для скипидара; 6 – конденсатор-сухопарник;
7 – медная труба; 8 – сборник смолы
При появлении из холодильника первых капель воды и скипидара обогрев реторты несколько уменьшают. Если наблюдается покраснение скипидара в реторту подают подсмольную воду. Если скипидар
снова покраснел – подача воды прекращается. Время отгонки скипидара 35 – 45 часов.
53
Далее ведут отгонку смолы при экзотермической реакции. В это
время в скипидарном холодильнике собирают тяжелый скипидар и
флотационное масло. Отгонка смолы продолжается 15 – 18 часов, затем обогрев реторты прекращают. Через 5 – 6 часов после окончания
подогрева для ускорения охлаждения угля в реторту заливают воду
2 – 3 раза по 20 – 25 л с интервалом в 4 – 5 часов, после чего реторту
разгружают.
Вятский котел (рис. 5.3) прост в устройстве и состоит из обму-
Рис. 5.3. Схема расположения оборудования Вятского котла:
а – разрез; б – план; 1 – крышка котла; 2 – котел; 3 – решетчатая корзина;
4 – выходное отверстие; 5 – канал; 6 – подъемник; 7 – стояк; 8 – приемник;
9 – патрубок; 10 – холодильник; 11 – приемник скипидара; 12 – дымовая труба;
13 - топка
рованного кирпичной кладкой металлического котла с выносной топкой и дымовой трубой, смоляной колоды, холодильника, тушильника
для угля, загрузочных корзин, подъемника, загрузочных корзин и
конденсационной системы для скипидара. Котел представляет собой
цилиндр емкостью 1,5 - 3,5 м3 со съемной крышкой (из стали толщиной 3 – 4 мм).
54
В процессе пиролиза пары скипидара и воды отводятся из верхней части котла или через смоляной ход, снабженный водяным затвором. Поверхность охлаждения коленчатого холодильника 2,5 – 3 м3.
Осмол в котел загружается вместе с решеткой. Сначала половину решетки загружают осмолом и лебедкой подают в котел. Вторую
половину решетки загружают осмолом уже в котле. После этого котел закрывают крышкой и замазывают глиной. Перед началом отгонки смоляной ход закрывают задвижкой, а соединение со скипидарным холодильником оставляют открытым. До появления скипидара
топят сильно, а затем процесс идет на слабом огне. Как только в холодильник начинает выделяться паровая смола, задвижку смоляного
хода открывают. После отгонки смолы котел 2 – 3 часа остывает. Для
разгрузки котла снимают крышку, уголь тушат водой, и решетку с
углем переносят в тушильник. Цикл оборота котла длится 20 - 24
часа.
6. ДЁГТЕКУРЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Дѐгтекурение относится к малой лесохимии и представляет собой пиролиз бересты. От пиролиза древесины отличается сырьем,
особенностями технологического процесса и конечными продуктами.
Основным продуктом дегтекурения является берестяной деготь, получаемый из жижки, в отличие от древесного угля - твердого продукта пиролиза древесины.
6.1. Краткая история дегтекурения
Дѐгтекурение может считаться одним из самых древних русских
промыслов. Литературные упоминания о нем известны еще с XVI века. Действительное же начало переработки бересты на деготь относится к еще более древнему времени. Раннее возникновение и широкое распространение дегтекурения на Руси объясняется сравнительно
простым устройством дегтекуренных аппаратов и обилием березовых
насаждений.
55
6.2. Сырье для дегтекурения
Основным видом сырья для дегтекуренного производства служит береста - наружный опробковевший белый слой березовой коры
без лубяной части (Коростелев и др., 1999). Реже перерабатывается
березовая кора целиком, т.е. с лубом, а также осиновая кора, березовые и осиновые прутья и кора, снимаемая с заготовленной березовой
и осиновой
древесины. Бересту с растущих деревьев называют
соковой (от названия процесса ее сдирки - сочение), с валежника ошкуровочной, с вершин и ветвей - тонкой. Деготь лучшего качества
получается из соковой бересты.
Береста, в зависимости от содержания луба делится на три сорта: высший, первый и второй. К высшему сорту относят бересту с
растущих деревьев без примесей луба; выход дегтя из такой бересты
составляет 30 - 33 % от всей воздушно-сухой массы. К первому сорту
относят бересту с валежника и сухостоя с примесью луба до 20 %;
выход дегтя из нее составляет 25 - 27 %. Ко второму сорту относят
бересту, получаемую от ошкуровки лежалых березовых дров, с примесью луба более 50 %; выход дегтя составляет 13 - 20 %.
В районах, где сырьевая база бересты истощена, пользуются берестой вторичного происхождения - бармой. Барма появляется на
растущей березе через 7 - 10 лет после первой сдирки бересты, если
таковая была произведена без повреждения камбия.
6.3. Правила и технология заготовки бересты
Заготовка бересты ведется как с растущих деревьев в период сокодвижения (за 1 - 2 года до рубки), так и с березовых дров, кряжей и
валежника. С деревьев, предназначенных для фанерного и др. специальных производств, кору снимать запрещается.
Заготовка бересты с растущих деревьев. Сдирка бересты с
растущих деревьев (сочение) производится в период активного сокодвижения, когда надрезаемая вдоль по стволу береста легко отстает
от лубяной части коры. Лучшие результаты дает заготовка бересты в
зрелом чистом березняке, в возрасте 40 - 60 лет, произрастающем в
благоприятных лесорастительных условиях. Наилучшая береста находится в средней части ствола на высоте до 4 м. Береста с комлевой
56
части ствола для переработки на деготь непригодна. Заготовку бересты производят с деревьев, имеющих диаметр на высоте 1,3 м не менее 10 - 12 см. В благоприятных производственных условиях один
рабочий может заготовить до 300 кг бересты в день, в неблагоприятных - до 50 кг, в средних - 100 кг.
Для правильного сочения нужно иметь хорошо отточенный инструмент, а глубина резания должна ограничиваться толщиной бересты. С растущих деревьев бересту можно снимать до половины их
высоты. Техника заготовки состоит в следующем. Вдоль по стволу на
протяжении, которое позволяет рукоятка инструмента, производится
неглубокий надрез бересты, которая затем отдирается от лубяной
части в виде целой пластины с помощью лопатки-сочелки. Иногда
для лучшего отслаивания бересты легко постукивают по стволу обухом топора или деревянной колотушкой (киянкой).
Инструментом для резания служат различного рода резаки с
длинной рукояткой - обрезки кос, простые и сапожный ножи, садовые
ножи и т.п. Более целесообразно использовать специальные ножи и
резаки с ограничителями глубины резания.
Заготовка бересты и коры с дров, кряжей и валежа. Береста,
заготавливаемая с такого рода материала, часто получается с лубом и
дает деготь худшего качества, чем при заготовке с растущих деревьев. При летней рубке леса береста легко снимается топором или резаком. Такая береста ничем не отличается от бересты с сырорастущих
кряжей, если ее снятие производится одновременно с валкой деревьев.
Сортировка, сушка и укладка бересты. Заготовленная береста, прежде всего, сортируется на поделочную и корную. Поделочная
береста отличается лучшими товарными качествами и идет на изготовление туесов, ведер, корзин, художественных изделий. В рыбной
промышленности она используется для солнечной сушки рыбы. Корная береста распределяется по сортам в зависимости от содержания
луба и используется в дегтекурении.
Рассортированную корную бересту сушат до воздушно-сухого состояния в кучах на подкладках в сухих проветриваемых местах.
Сверху кучи прикрывают большими листами бересты и прижимают
грузом - "гнѐтом". Подсушенная береста прессуется в специальном
станке-жоме (рис. 6.1). В жом закладывают порцию бересты, достаточную для загрузки одного дегтекуренного аппарата.
57
Вес 1 м3 просушенной и спрессованной бересты составляет
120 - 150 кг. С 1 га растущих березовых деревьев получают 1 - 2 тонны бересты, а при сплошном обдире одновременно с рубкой деревьев
от 2 до 8 тонн.
Рис. 6.1. Станок-жом для прессовки бересты
6.4. Дегтекуренные установки. Технология дегтекурения
Технологический процесс дегтекурения заключается в пиролизе
бересты без доступа воздуха. Различают несколько типов дегтекуренных установок:
- дегтекурки с открытыми съемными корчагами и котлами;
- дегтекурки с неподвижными вмазными корчагами и котлами;
- дегтекурки с металлическими казанами;
- дегтекурки с металлическими ретортами;
- кирпичные печи.
Наиболее совершенна технология дегтекурения в металлических
казанах и ретортах. Дегтекурка с металлическими казанами состоит из двух казанов, обмурованных общей кирпичной кладкой (рис.
6.2). Казаны изготавливаются из листовой стали толщиной 3 мм
и имеют форму прямоугольного параллелепипеда с размерами 1,4 Х
0,7 Х 0,7 м. В верхней части задней стенки казана имеется отверстие с
патрубком диаметром 100 - 155 мм для выхода паров и газов. Передняя часть казана закрывается крышкой, которая крепится в специальной рамке клиньями и промазывается для полной герметизации глиной. В передней стенке обмуровки оставляют загрузочное отверстие,
закрываемое наружной заслонкой. Под каждым казаном устроена от-
58
дельная топка с поддувалом. Горячие газы из топки через боковые
отверстия-прогары сначала поступают в нижний дымоход и нагревают низ казана, затем в верхний дымоход, обогревают боковые стенки
казана и далее выходят в дымовую трубу.
Рис. 6.2. Дегтекуренная установка с двумя железными казанами:
1- казан; 2 - обмуровка; 3 - топка; 4 - дымоход; 5 - патрубок; 6 - холодильник;
7 - приемник готового продукта.
Образующуюся в казане парогазовую смесь охлаждают в водяном холодильнике, состоящем из медной трубы с начальным диаметром 120 мм и конечным 30 мм, пропущенной через бочку с водой.
Труба снабжена гидравлическим затвором. Дегтекуренные установки
обычно объединяют в батареи с суммарным числом казанов 2, 4 или 6
шт. Деготь и другие сконденсировавшиеся в холодильнике жидкости
вытекают в сборный желоб (один на батарею), а из него в сборные
чаны-отстойники. Отстойники представляют собой два соединенных
деревянных чана. В первом чане деготь отделяется от подсмольной
(поддегтярной) воды, всплывает поверх воды и по желобу стекает во
59
второй чан, где окончательно отделяется от воды. В нижней части
чанов имеются краны для спуска поддегтярной воды.
Технологический процесс дегтекурения сводится к следующему.
Запрессованное сырье через загрузочные отверстия помещают в казаны так, чтобы пласты бересты находились в вертикальном положении. Несколько раньше окончания загрузки начинают подогрев казанов. По окончании загрузки люки герметизируют путем
заклинивания и обмазки глиной. Открывают каналы, ведущие в дымовую трубу, заливают водой холодильный бассейн и гидравлические затворы.
Сразу же после загрузки в топке разводят сильный огонь для
усиленного обогрева казанов. С появлением первых капель жидкости
(погонов) из холодильной системы обогрев ослабляют. Во время разложения бересты обогрев казанов регулируют таким образом, чтобы
дистиллят шел равномерно. Когда береста высушится и частично
разложится, ее перемешивают с помощью мешалок. Перемешивание
время от времени повторяют.
Через холодильную систему проходят сначала водяные пары, а
затем дегтярные в смеси с другими жидкими и газообразными продуктами пиролиза. Жидкие погоны вытекают через гидравлические
затворы, а газы отводятся от холодильников в топки.
При заметном уменьшении количества конденсата обогрев усиливают и продолжают до полного прекращения выделения погонов
из холодильной системы, т.е. до окончания процесса пиролиза бересты. По окончании пиролиза в казаны заливают воду для их охлаждения и тушения углей. После этого открывают люки и выгребают отгар.
Деготь в чанах отстаивают в течение 2 - 3 суток, спуская поддегтярную воду. Готовый товарный деготь разливают в тару емкостью 150 - 200 л: лучше всего в осиновые, эмалированные казеиновым клеем бочки. Один цикл работы казана длится от 1 до 1,5 суток.
Расход топливных дров составляет в среднем около 5 скл. м3 на
1
тонну бересты. При переработке низкосортной бересты, а также прочих видов дегтекуренного сырья, значительно замедляется процесс
отстаивания и вытекает отстойная смола.
Дегтекурки с металлическими ретортами отличаются от дегтекурок с казанами размерами и формой реторт. Реторта склепана из
котельной 5-и мм стали, имеет цилиндрическую форму. Длина ее 2,5
60
м, диаметр 0,83 м. снабжена двумя люками - загрузочным и разгрузочным. В остальном дегтекурка не отличается от дегтекурки с казанами, как по устройству, так и по принципу действия. Оборот реторты не более 8 часов.
Остальные типы дегтекурок отличаются от описанных выше
устройством камеры для пиролиза, но работают по общему с ними
принципу.
6.5. Продукты дегтекурения и их применение
Основным продуктом дегтекурения является деготь, побочными
продуктами - поддегтярная вода, уголь (отгар) и газы. В поддектярной воде содержится до 3 % уксусной кислоты и 1 % метилового
спирта, ее можно использовать для извлечения уксусной кислоты.
Отгар составляет отходы производства. Газообразные продукты, в
состав которых входит метан, окись и двуокись углерода подаются в
топку дегтекуренной установки или просто выбрасываются в атмосферу.
Берестяной деготь представляет собой черную маслянистую
жидкость со специфическим запахом. В настоящее время применяется главным образом в кожевенной промышленности для жировки
кож. Кожа, выработанная с применением дегтя, носит название юфтевой, обладает высокой мягкостью, эластичностью и водонепроницаемостью.
Берестяной деготь ранее широко использовался для смазки деревянных осей телег. В этих целях, для экономии дегтя, в него добавлялось определенное количество живицы. Смесь дегтя с живицей носит название тележного дегтя. Применение тележного дегтя
сократилось с появлением более дешевых смазочных материалов из
нефтепродуктов.
В результате предварительной перегонки (очистки) получают
высококачественный сорт дегтя, называемый перегнанным дегтем.
Он используется в медицине и ветеринарии как противоглистное, заживляющее и антисептическое средство. В фармакологии очищенный
деготь применяется для изготовления всевозможных препаратов (дегтярное мыло, лекарственные мази).
61
Существуют простейшие методы определения качества берестяного дегтя:
1-й способ. 10 - 20 г дегтя взбалтывают в стакане с чистой водой. При наличии древесной смолы вода окрашивается в бурый цвет
и деготь липнет на стенках. При чистом дегте вода почти не окрашивается и легко оседает, а деготь всплывает на поверхность.
2-й способ. Каплю дегтя помещают на фильтровальную бумагу. Чистый деготь дает маслянистый ореол, при наличии примесей в ореоле
прослеживается темная каемка.
7. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ
В процессе лесозаготовок получают значительное количество
зеленой массы, которая нередко представляет отходы лесосечных работ. Тем не менее, переработка этой части древесного сырья может
служить значительным источников доходов предприятий.
7.1. Понятие о древесной зелени
В общем виде под древесной зеленью понимается все живое, составляющее крону дерева. Заготавливаемая для химической переработки древесная зелень представляет собой хвою (листья) на мелких
ветвях (диаметром в нижнем срезе не более 8 мм). Согласно ГОСТ, в
массе древесной зелени должно быть не менее 60 % хвои (листьев) и
неодревесневших побегов, не более 30 % одревесневших побегов.
Общая фитомасса лесов Российской Федерации составляет около 55 млрд. тонн, в том числе 2,6 - 3,0 млрд. тонн приходится на древесную зелень. При современном уровне лесозаготовок ресурсы древесной зелени на лесосеках достигают 20 млн. т/год, а ее
промышленное использование не превышает 700 тыс. т/год. Основу
объемов древесной зелени составляет хвойная лапка сосны, ели и
пихты. На переработку древесная зелень поступает как целями ветвями, так и в измельченном виде.
Древесная зелень имеет ограниченный срок хранения, поскольку содержащиеся в ней хлорофилл, каротин и витамины быстро разлагаются. При отрицательной температуре воздуха наибольший срок
62
хранения зелени в ветвях составляет 20 суток, при плюсовой - 7 суток. Срок хранения измельченного сырья - 10 суток при отрицательной температуре и двое суток при плюсовой. Поэтому древесную зелень обычно перерабатывают на том же предприятии, где ее
заготавливают.
Древесная зелень служит сырьем для производства хвойной витаминной муки, хвойной хлорофилло-каротиновой пасты, эфирных
масел, хвойного лечебного экстракта и других продуктов. Реже витаминную муку и хлорофиллокаротиновую пасту получают из древесной зелени лиственных пород.
7.2. Технология заготовки древесной зелени
Древесная зелень может заготавливаться как с растущих, так и с
поваленных в ходе главного или промежуточного пользования деревьев. Рубка деревьев только с целью заготовки древесной зелени
запрещена. Независимо от способа заготовки необходимо знать, что
хвоя, пролежавшая на лесосеке более 10 дней после рубки деревьев,
теряет свои ценные качества. Для сохранения в зелени хлорофилла,
каротина, витаминов и др. ценных продуктов необходимо соблюдать
определенные условия:
1. Если заготовка зелени проводится в летнее время, то ее укладывают правильными рядами шириной и высотой 1 - 2 м,
длиной 2 - 3 м без уплотнения, делая через каждый метр в ряду каналы для проветривания. Чтобы заготовленная зелень
хорошо проветривалась снизу, ее укладывают на заранее подготовленный настил из толстых веток без хвои.
2. Мокрую древесную зелень складировать нельзя, поскольку
она может запревать и самовозгораться.
3. При самовозгорании зелени ее нужно немедленно переворошить и направить на переработку.
4. Хранить древесную зелень следует в тени или прикрывать ее
ветвями лиственных пород. По возможности желательно защищать древесную зелень от дождя и солнца путем устройства навесов.
63
5. С наступлением холодного времени года древесную зелень
можно укладывать в кучи и следить за тем, чтобы они не были покрыты толстым слоем снега.
6. Заготовленную впрок древесную зелень рекомендуется хранить вблизи перерабатывающей установки (но не ближе 50 м)
на специально подготовленных для этих целей площадках.
Заготовка зелени с растущих деревьев имеет ограниченное
применение вследствие высокой себестоимости получаемой продукции. Для проникновения в крону используют вышки-подъемники, для
обрезания сучьев - ручные бензомоторные и электрические сучкорезы, секаторы или топоры.
В процессе заготовки древесной зелени с растущих деревьев
должны соблюдаться следующие правила:
- зелень заготавливается только со спелых деревьев;
- срезы сучьев должны быть косыми, гладкими, без отлупов,
расщепов, задиров и надломов;
- длина оставляемых на деревьях оснований сучьев должна
быть не менее 30 см;
- при срезке сучьев нельзя повреждать кору и древесину оставляемой части дерева;
- обрезка сучьев допускается на протяжении 30 % крон с деревьев, имеющих диаметр на высоте груди не менее 18 см;
- повторная заготовка древесной зелени с растущих деревьев
может производиться не ранее, чем через 4 - 5 лет;
- за год до рубки допускается обрезка ветвей на протяжении 50
% кроны с выпиской лесорубочного билета;
- запрещается заготовка древесной зелени с растущих деревьев
в молодняках, средневозрастных и приспевающих древостоях.
Технология заготовки древесной зелени на лесосеке более
механизирована, поскольку отделение сучьев производится с поваленных деревьев. Существует два варианта заготовки. При первом
хвойная лапка отделяется от сучьев непосредственно на лесосеке.
При втором на лесосеке собирают ветви и вершины, доставляют их
на нижний склад, где измельчают на рубильной машине и разделяют
в специальном агрегате на зелень и щепу.
Заготовка древесной зелени на лесосеке с отделением хвойной лапки. Для этих целей разработаны технология и комплект обо-
64
рудования, включающего сучкорезную машину и хвоеотделитель. В
случаях, когда необходимо разделять сучья отдельных пород (например, пихты), сучкорезная машина дооборудуется накопителем ветвей.
Механизированная заготовка древесной зелени пихты в процессе основного лесозаготовительного производства. Технологический
процесс сводится к следующему. Валка деревьев производится валочно-пакетирующей машиной ЛП-19, затем они трелюются с кронами трактором ЛП-18А и складируются на погрузочной площадке в
штабель высотой до 2 м. Перпендикулярно штабелю на расстоянии
1,5 - 2 м от него устанавливается сучкорезная машина, на стреле которой впереди сучкорезной головки дополнительно навешан накопитель ветвей.
Накопитель ветвей (рис. 7.1) предназначается для рассортировки
ветвей разных пород в процессе их обрезки передвижной сучкорезной машиной ЛП-33А. Состоит из двух челюстей, которые приводятся в действие посредством гидроцилиндра, размещенного на кожухе
сучкорезной машины. При протаскивании деревьев пихты челюсти
накопителя закрываются до проходного диаметра, на 10 - 20 см превышающего диаметр дерева.
Рис. 7.1. Накопитель ветвей:
1 - челюсти; 2 - болты; 3 - гидроцилиндр; 4 - трубопровод; 5 - рукав высокого
давления; 6 - тяги; 7 - площадки крепления
65
В этом случае срезаемые сучья упираются комельками в держаки рычагов сучкорезной головки и накапливаются в челюстях накопителя. Для предотвращения рассыпания сучьев пучек обжимается
челюстями. После сброса хлыста стрела машины поворачивается, и
сучья укладываются на землю или на штабель хлыстов, образуя вал
сучьев пихты (отдельно от других пород). Сучья пихты собирают погрузчиком и доставляют к передвижному хвоеотделителю (рис. 7.2),
служащему для отделения древесной зелени от ветвей непосредственно на лесосеке. Основным рабочим органом хвоеотделителя является вращающийся барабан, смонтированный на раме. Внутри
барабана смонтированы шесть продольных трубок с насаженными
на них пластинами (молотками), расположенными по винтовой линии. Для привода барабана установлен двигатель бензопилы МП-5
"Урал". В процессе работы хвоеотделителя сучья пропускаются через
барабан, где ударами пластин (молотков) разделяются на древесную
зелень и щепу. Зелень доставляется к пихтоваренной установке.
Рис. 7.2. Передвижной хвоеотделитель молоткового типа:
1- молотки; 2 - шкив ведомый; 3 - барабан; 4 - рама; 5 - укосина; 6 - лыжа;
7 - площадка для крепления бензопилы; 8 - шкив ведущий; 9 – бензобак
Кроме описанного выше могут применяться и хвоеотделители
иной конструкции. Большинство из них также барабанного типа. На-
66
пример, в объединении "Горьклес" разработан переносной хвоеотделитель, работающий также от двигателя бензопилы. Партию переносных хвоеотделителей (массой 45 кг) с приводом от бензопилы изготовил Пермский ЭМЗ. В объединении "Удмуртлес" внедрен
хвоеотделитель на базе трактора ТДТ-40М, обеспечивающий одновременно подачу древесной зелени пневмотранспортером в самосвальный кузов-накопитель.
Для отделения зелени от тонкомерных деревьев, заготавливаемых при рубках ухода за молодняком, а также от вершин и ветвей
УкрНИИЛХА совместно с Лубенским заводом "Спецлесмаш" разработан барабанный отделитель зелени ОЗН-0,9 передвижного типа. Он
может агрегатироваться практически со всеми тракторами класса тяги 9 - 14 кН.
Механизированная заготовка древесной зелени в процессе основного лесозаготовительного производства без разделения пород
базируется на комплекте оборудования, применяемого для заготовки
зелени пихты. Отличительными чертами является то, что на сучкорезную машину не навешивается накопитель ветвей, а зелень после
хвоеотделителя поступает не к пихтоваренной установке, а к аппаратам хвойно-витаминной муки или другим перерабатывающим установкам.
Заготовка древесной зелени на лесосеке без отделения хвойной лапки. От описанного выше технологического процесса заготовки древесной зелени на лесосеке с отделением хвойной лапки процесс
заготовки древесной зелени на лесосеке без отделения хвойной лапки
отличается лишь тем, что сучья после сучкорезной машины на лесосеке не пропускаются через хвоеотделитель, а транспортируются на
нижний склад или в перерабатывающий цех, где и разделяются на
хвойную лапку и щепу.
На нижних складах и в перерабатывающих цехах могут применяться более совершенные хвоеотделители. Анализ работы хвоеотделителей барабанного (молоткового) типа показывает, что они не
обеспечивают необходимую однородность частиц древесной зелени.
Кроме того, в зелень попадают частицы древесины, что снижает качество продукции. Для повышения производительности при отделении зелени и улучшения ее качества разработана технология, при которой ветви предварительно измельчаются на рубильной машине, а
затем измельченная масса разделяется на зелень и щепу аэрофонтан-
67
ным или пневмоударным способом. Кроме того, существует технология, базирующаяся на свойстве высушенной хвои легко отделяться от
сучьев.
Аэрофонтанный способ разделения базируется на том, что древесная зелень имеет, в сравнении с древесиной, меньшую массу. При
этом способе измельченная в дробильной машине масса вентилятором засасывается в загрузочный циклон. Под действием потока воздуха частицы некоторое время находятся во взвешенном состоянии.
Из взвеси первыми выпадает более тяжелая щепа, а отсортированная
древесная зелень уносится воздушным потоком в разгрузочный циклон.
Установки для разделения измельченной кроны на зелень и щепу, работающие пневмоударным способом, представляют собой металлическую камеру, в которую вентилятором нагнетается воздух
(рис. 7.3).
Рис. 7.3. Схема установки ДО-52 для сортировки зеленой щепы:
1 - сборник пыли; 2 - камера; 3 - конвейер-питатель; 4 - валец дозирующий;
5 - экран отбойный; 6 - валец разбрасывающий; 7 - заслонка; 8 - коллектор трубчатый; 9 - вентилятор; 10 - привод выносных конвейеров; 11 (а, б, в, г) - выносные конвейеры
68
Камера снабжена разбрасывающим вальцом и отбойным экраном. Измельченная зеленая масса подается в камеру ленточным
конвейером-питателем, расположенным в верхней части камеры. Количество поступающей массы регулируется дозирующим вальцом.
В нижней части камеры расположены четыре ленточных конвейера для выноса полученных фракций. В процессе разделения щепа
попадает на конвейер а, древесная зелень - на конвейеры в и г, а на
конвейер б попадает смесь щепы и древесной зелени. Разделение измельченной массы на две фракции осуществляется за счет различия
их аэродинамических и упругих свойств в горизонтальном воздушном потоке.
Свойство высушенной хвои легко отделяться от сучьев используется в термомеханических устройствах, где сучья предварительно
подвергаются сушке. Основным рабочим органом подобного устройства является сушильный барабан, предназначенный для сушки сыпучих материалов. Загрузочная и выгрузочная секции барабана оборудованы термокамерами, внутри которых смонтированы сита. Через
бандажные кольца барабан опирается на катки и с их помощью вращается с частотой 3 оборота в минуту. Для предотвращения потерь
тепла корпус барабана и термокамеры покрыты слоем теплоизоляции.
Лесосечные отходы с промежуточного склада укладываются
манипулятором на входной конвейер, который подает их в загрузочное устройство, направляющее сырье в сушильный барабан. Одновременно с загрузкой сырья в сушильный барабан по теплопроводу
нагнетается теплоноситель (топочные газы из теплогенератора). В загрузочной термокамере минеральные примеси, снег и мусор через сито ссыпаются в бункер примесей. При вращении барабана, благодаря
его небольшому наклону, сучья и ветви постепенно перемещаются в
сторону выгрузки. Под воздействием теплоносителя происходит быстрое высушивание хвои. Отделению древесной зелени способствует
процесс перемешивания, в результате которого хвоя полностью ссыпается с сучьев, когда они достигают выгрузочной камеры. В выгрузочной камере сухая зелень через сетчатую обечайку ссыпается в выходной бункер, откуда по всасывающему пневмопроводу поступает
на переработку в аппарат витаминной муки. Очищенные от хвои сучья (отходы) выпадают из барабана на ленточный выходной конвейер, который направляет их в рубильную машину.
69
7.3. Технология производства хвойной витаминной муки
Вырабатываемая из древесной зелени витаминная мука наряду с
травяной мукой служит ценной добавкой к комбикормам для скота и
птицы. Она отличается высоким содержанием каротина (провитамина
А), микроэлементов и других биологически активных веществ.
Технология производства хвойной витаминной муки состоит в
форсированном высушивании (за несколько минут) измельченной
древесной зелени в потоке горячего теплоносителя и последующем
измельчении ее до частиц размером 1,5 ... 2 мм.
Для производства хвойной витаминной муки пригодна любая
скоростная сушилка с температурой около 300 оС. На практике применяется два типа установок (цехов) для производства хвойной витаминной муки - стационарные и передвижные.
Технология производства хвойной витаминной муки на базе
стационарной установки аэрофонтанного типа сводится к следующему (рис. 7.4). Охвоенные ветви сосны и ели доставляются из
леса на склад установки и вагонетками подаются в отделение подготовки сырья.
Рис. 7.4. Технологическая схема производства хвойной витаминной муки
на базе стационарной установки аэрофонтанного типа:
1 - вагонетка; 2 - хвоеотделитель; 3 - топка; 4 - дробилка сырья; 5 - сито;
6 - дозатор; 7, 8, 9 - колонны; 10 - отделитель недосушенного продукта;
11 - разгрузочный циклон; 12 - вентилятор; 13 - дробилка для размола сухой
хвои в муку; 14 - циклон для готовой муки; 15 - дымовая труба
70
В хвоеотделителе хвоя отделяется от сучьев и ленточным транспортером подается на дробилку сырья. Сучья используют как топливо. Измельченная хвоя пневмотранспортом подается на сито, затем в
дозатор. Посредством вентилятора хвоя из дозатора равномерным потоком вовлекается в первую колонну сушильного блока. Одновременно в сушильный блок поступают дымовые газы из топки. Частицы
хвойной лапки и кусочки тонких побегов "витают" в вертикальном
потоке теплоносителя (смесь дымовых газов и наружного воздуха)
пока не подсохнут, после чего переходят во вторую сушильную колонну, а затем в третью. Из третьей колонны масса подается в отделитель недосушенного продукта, где влажная хвоя падает вниз и
направляется вновь в нижнюю часть второй колонны на дополнительную сушку. Сухая хвоя вместе с газами поступает в разгрузочный циклон, отделяется от потока сушильного агента и через дозатор
циклона попадает в люк дробилки, где перерабатывается в муку, просеивается через сито и пневмотранспортером подается в циклон для
готовой муки. Расфасовка продукции в бумажные мешки производится при помощи дозирующего устройства циклона для готовой муки. Продолжительность сушки хвои 30 - 50 секунд. Пропускная способность установки 1700 тонн сырья в год.
Технология производства хвойной витаминной муки на базе
стационарной установки типа АВМ (аппарат витаминной муки).
Аппараты, предназначенные для получения травяной муки, могут
применяться и для переработки древесной зелени. Например, для
этих целей может использоваться АВМ-0,4 (рис. 7.5).
Установка обеспечивает равномерность сушки, сохранность питательных веществ и витаминов. Процесс сушки полностью механизирован. Технологический процесс складывается из следующих основных операций. Сырая измельченная хвоя загружается в приемную
воронку, откуда посредством шнекового питателя подается в сушильный барабан. Одновременно в сушильный барабан поступают
дымовые газы из топки, что способствует высушиванию сырья. По
окончании сушки пневмопроводом хвоя подается в циклон сухой
массы, далее посредством дозатора через трубопровод тяжелых частиц в дробилку, где размалывается в муку. Далее вентилятором мука
засасывается в циклон готового продукта, где охлаждается и посредством дозатора засыпается в мешки для сбора муки.
71
Рис. 7.5. Технологическая схема установки АВМ-0,4:
1 - приемная воронка; 2 - питатель; 3 - сушильный барабан; 4 - пневмопровод;
5 - циклон сухой массы; 6 - вентилятор; 7 - циклон готового продукта;
8, 12 - дозаторы; 9 - шнек; 10 - мешки для сбора муки; 11 - трубопровод тяжелых частиц; 13 - дробилка; 14 - привод барабана; 15 - топка; 16 - камера газификации; 17 - форсунка
Технология производства хвойной витаминной муки на базе
передвижной установки. При небольших объемах лесозаготовок
или большом расстоянии вывозки древесины для производства витаминной муки целесообразно использовать передвижные установки. В
комплект доставляемой на лесосеку установки входят хвоеотделитель, дробилка сырья, сушильный блок, дробилка сухой массы и разгрузочный циклон. Производство хвойной витаминной муки в местах
заготовки леса исключает непроизводительные расходы на транспортировку сучьев.
7.4. Технология производства хлорофилло-каротиновой пасты
Хлорофилло-каротиновая паста представляет собой густую однородную массу желтовато- или буровато-зеленого цвета с характерным запахом хвои. Сырьем для ее производства служит древесная зелень сосны и ели. Паста является поливитаминно-фитонцидным
препаратом, ее применяют в мыловаренном производстве, медицине,
72
парфюмерной промышленности, а также в животноводстве в качестве
кормовой добавки.
Технологический процесс производства пасты (рис. 7.6) включает подготовку древесной зелени, экстракцию смолистых веществ из
хвои бензином, отгонку бензина и обработку выделенных смолистых
веществ. В агрегате 1 древесную зелень подвергают дополнительному измельчению и вальцеванию, чтобы разрушить целостность хвоинок. В естественном состоянии они покрыты тончайшей пленкой,
препятствующей процессу экстракции. Подготовленная зелень поступает в промежуточные бункеры 4, откуда загружается в экстракторы 2. Экстрактор состоит из средней цилиндрической части с ложным днищем, верхней откидной крышки с охлаждающим элементом
3 и нижней конусной части с встроенным пароподогревателем.
Рис. 7.6. Технологическая схема
производства хлорофилло-каротиновой пасты
После загрузки сырья в нижнюю часть экстрактора насосом 10
закачивается бензин. Получая энергию от пароподогревателя бензин закипает и, испаряясь, прогревает хвою. Пары бензина, достигнув
верхней крышки, конденсируются на поверхности охлаждающего
элемента 3. Стекающие капли бензина проходят через массу хвои и
экстрагируют смолистые вещества. Экстракция идет при температуре
кипения бензина в течение 3 - 3,5 часов. По окончании этого времени
экстракт сливают в бак 11, а хвою обрабатывают паром для отдувки
бензина. Образующаяся при этом смесь паров воды и бензина выводится в холодильник 5, где конденсируется. Из холодильника жидкая
73
смесь сливается во флорентину 9 - сосуд для разделения жидкостей с
различной плотностью. Из верхней части флорентины в бак 8 сливается бензин, а из нижней части вода в отстойник. Экстракт из бака 11
перекачивают в перегонный куб 6 для отгонки бензина. Из перегонного куба смолистые вещества в виде пасты-сырца сливаются в омылятор 7. В омыляторе паста-сырец нейтрализуется до свободных кислот путем перемешивания с раствором NaOH при температуре 60 ...
80 оС. После нейтрализации паста упаривается до 50-процентной
влажности и в горячем состоянии расфасовывается в бидоны. Средний выход пасты с 1 т древесной зелени составляет 40 ... 55 кг.
7.5. Технология производства хвойных эфирных масел
Эфирные масла добывают из хвои пихты сибирской, сосны, ели
и кедра. Наибольшую ценность имеет пихтовое масло, содержащее
борнилацетат - продукт, используемый для синтеза медицинской
камфары. Пихтовое эфирное масло представляет собой прозрачную
жидкость плотностью 900 ... 925 кг/м3 с содержанием не менее 32 %
борнилацетата, 18 ... 20 % камфена, 3 ... 5 % борнеола и ряда других
веществ.
Сырьем для производства пихтового масла служит хвоя пихты пихтовая лапка. Стандартной считается лапка длиной 26 - 30 см и содержащая (по весу) 70 % хвои, 18 % коры и 12 % древесины. Такая
лапка дает наибольший выход пихтового масла (до 2,5 %).
Общим способом получения эфирных масел является отгонка их
из хвои водяным паром. Существуют передвижные и стационарные
пихтоваренные установки.
Передвижные установки западно-сибирского типа (рис. 7.7)
оборудованы одним или двумя перегонными чанами 1, паровым котлом 2, баком для воды 3, холодильником 4, флорентиной 5 и сборником готового продукта.
Паровой котел предназначается для получения водяного пара и
изготавливается из 3-миллиметровой листовой стали. Диаметр котла 900 ... 950 мм, высота 2000 ... 2500 мм. Перегонный чан изготавливают из сосновых, лиственничных или кедровых досок толщиной 60
... 65 мм. Верхний диаметр чана 2200 мм, нижний - 1800 мм, высота 2500 мм. На дно чана кладут бруски и на них укладывают железную
74
решетку, на которую загружают пихтовую лапку. Под решетку подается пар. Установка имеет подъемный механизм для извлечения решетки с отработанной пихтовой лапкой.
Рис. 7.7. Передвижная пихтоваренная установка
До начала загрузки сырьем перегонный чан заполняют на 2/3
его объема водой. Загрузка предварительно измельченной древесной
зелени ведется при постоянной подаче в чан острого пара. Сначала
загружают крупную, а затем мелкую лапку. Всего в чан устанавливают 4 решетки. На две нижние и верхнюю решетки лапку укладывают
с утрамбовкой, а на третью - рыхло. Особенно уплотняют лапку у
стенок чана. По окончании загрузки очищают от лапки отводную
трубу, закрывают чан и продолжают подачу пара. Проходя через массу хвои пар прогревает ее и увлекает с собой эфирное масло. Пары
масла и воды направляются в холодильник, где конденсируются.
Конденсат поступает для разделения во флорентину. До 60 % всего
масла отгоняется в первые 3 ... 4 часа. Конец отгонки определяют путем отбора пробы экстракта высотой 100 мм в стеклянный цилиндр.
Если слой масла на поверхности воды не превышает 1 мм, отгонку
можно считать законченной. Отработанную лапку выгружают из чана
вместе с решетками при помощи крана-укосины. После этого установку осматривают и очищают.
Полученное пихтовое масло в течение 3 - 4 суток отстаивают от
воды до прозрачной консистенции. Оборот пихтоваренной установки
16 - 17 часов, годовая выработка пихтового масла на одночанной установке достигает 5 т, на двухчанной - 8 т.
Пихтоваренные установки непрерывного действия типа
УНП со шнековым измельчителем древесной зелени (рис. 7.8) более
совершенны, но менее производительны. Основной частью такой ус-
75
тановки являются две вертикальные колонны 2. В первой колонне
измельченная масса перемещается вверх при помощи шнека с перфорационными витками и прямотоком обрабатывается паром. Во второй колонне обработка паром ведется противотоком. Производительность такой установки не превышает производительность двухчанной
установки периодического действия, а выход и качество масла ниже.
Вместе с тем непрерывная установка обеспечивает полную механизацию процесса загрузки и выгрузки древесной зелени.
Наряду с пихтовым, вырабатывают и другие виды эфирного
масла, выход которого из сосновой и еловой хвои примерно в 5 ... 7
раз меньше. Производство эфирного масла в этих случаях осуществляется попутно в цехах комплексной переработки древесной зелени.
Эти масла как душистые препараты включают в состав дезодорантов
и мыла. После отгонки эфирного масла древесную зелень можно подвергать водной экстракции или использовать для производства кормов.
Рис. 7.8. Пихтоваренная установка непрерывного действия УНП
76
7.6. Технология производства хвойного лечебного экстракта
Хвойный лечебный экстракт получают из сосновой или еловой
древесной зелени водной экстракцией сырья. Полученную водную
вытяжку упаривают для получения жидкого или твердого экстракта.
Для получения жидкого экстракта вытяжку упаривают до плотности
1190 кг/м3, добавляют поваренную соль и до 1 % эфирного масла. Готовый продукт представляет собой коричнево-черную жидкость с
хвойным запахом. Выход экстракта с 50-процентным содержанием
сухого вещества составляет 170 ... 200 кг из 1 т древесной зелени.
Твердый брикетированный экстракт получают в виде таблеток по 50 г
при более длительном упаривании и с добавлением большего количества соли. Экстракт хорошо растворяется в теплой воде.
7.7. Комплексная переработка древесной зелени
Комплексная переработка древесной зелени, предусматривающая полное использование всех полезных ее компонентов, наиболее
рентабельна и перспективна. Она включает получение эфирного масла, лечебного экстракта и кормовой витаминной муки. Для этих целей может использоваться, в частности, рассмотренная выше установка типа УНП (рис. 7.8).
Получение хвойного эфирного масла. Древесная зелень дозирующим транспортером загружается в шнековый измельчитель 1, который подает ее в нижнюю часть колонны 2 (в первую колонну).
Здесь ее обрабатывают паром при температуре 115 оС и небольшом
избыточном давлении. В перевалочной головке зелень перегружается
во вторую колонну, куда также подается пар. Вместе с извлеченным
эфирным маслом пары воды поступают в холодильник 3, откуда конденсат стекает в флорентину 4. Из нее периодически сливают масло и
конденсат, поступающий в сборник 5.
Получение лечебного экстракта. В первой колонне в период
прогрева древесной зелени образуется конденсат, который стекает
вниз и извлекает из хвои некоторое количество водорастворимых веществ. Дальнейшая их вытяжка осуществляется во второй колонне,
куда подается вода и дистиллят из бака 5. Образующийся водный
экстракт стекает в сборник 12, затем в горизонтальном 10 и верти-
77
кальном 9 испарителях, а также с помощью вакуум-насоса 8 он доводится до 50-процентной концентрации. В смесителе 7 в экстракт добавляют 0,5 % эфирного масла, после чего готовый продукт разливают в бутылки. Экстрагированная древесная зелень, выходящая из
второй колонны, непрерывно отжимается в шнековом прессе 11.
Жидкий продукт отжима направляется в сборник 12 и используется
для получения лечебного экстракта, а отжатая зелень поступает на
дальнейшую переработку для приготовления корма на участке 6. Годовой выпуск эфирного масла в цехе комплексной переработки
составляет 0,4 т, лечебного экстракта 24 т, хвойной кормовой муки
522 т.
78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Заготовка и переработка лесохимического сырья является одним
из важнейших направлений решения проблемы рационального использования лесных ресурсов. При этом решаются как экономические, так и экологические задачи.
С экологической точки зрения утилизация отходов лесозаготовок снижает пожарную опасность в лесу, способствует лучшему возобновлению древесных пород на очищенных от порубочных остатков лесосеках. С точки зрения экономики химическая переработка
отходов лесозаготовок позволяет получить дополнительный доход от
углубленной эксплуатации лесных ресурсов.
Хозяйственное значение лесохимической продукции многогранно. Канифоль широко используется в целлюлозно-бумажной,
мыловаренной, электротехнической, лакокрасочной, пищевой промышленности, в производстве синтетического каучука, и др. отраслях. Основными потребителями скипидара является лакокрасочная,
фармацевтическая, текстильная, парфюмерная и ряд других отраслей
промышленности. Скипидар вполне пригоден в качестве жидкого моторного топлива.
Одним из основных потребителей древесного угля является химическая промышленность, вырабатывающая различные виды активных и специальных углей. Крупным потребителем древесного угля
является полупроводниковая промышленность. При переработке пирогенных смол получают масла для флотации цветных металлов и
ингибиторы, применяющиеся в качестве антиокислителей в нефтяной
промышленности. Кроме того, пирогенная отстойная смола используется как связующее при активации угля. Продукты переработки
растворимых смол применяются при буровых работах, при производстве новолаков, синтанов (синтетических дубителей), гербицидов,
при выработке мягчителей для регенерации резины, в меховой промышленности. Содержащийся в растворимой смоле мальтол находит
применение при жидкостном копчении рыбы концентратами растворимой смолы. Метилциклопентонолон служит исходным продуктом
для синтеза душистых веществ (аналогов жасмина) и σ-капролактама.
Аналоги последнего служат исходным сырьем для изготовления искусственных полиамидных тканей типа капрона.
79
Уксусная кислота расходуется на производство ацетилцеллюлозы, на получение сложных эфиров уксусной кислоты, применяющихся в качестве растворителей в лакокрасочной и др. отраслях промышленности. Уксусная кислота широко используется в пищевой (при
консервировании), текстильной (для протравки), химической (производство гербицидов, пластмасс, красителей и др.), фармацевтической
и прочих отраслях промышленности, а также для производства ростовых веществ и гербицидов, в медицинской промышленности при
выработке этазола. Спиртовые продукты пиролиза древесины широко
применяются в качестве растворителей, в химической и др. отраслях
промышленности.
Берестяной деготь применяется, главным образом, в кожевенной
промышленности для жировки кож. Кожа, выработанная с применением дегтя, носит название юфтевой, обладает высокой мягкостью,
эластичностью и водонепроницаемостью. Очищенный деготь используется в медицине и ветеринарии как противоглистное, заживляющее
и антисептическое средство.
Древесная зелень служит сырьем для производства хвойной витаминной муки, хвойной хлорофилло-каротиновой пасты, эфирных
масел, хвойного лечебного экстракта и других продуктов.
Комплексное использование лесных ресурсов, когда наравне с
пользованием древесиной получают и перерабатывают недревесную
продукцию, является рациональным, перспективным видом хозяйствования. Задача лесничеств и лесопарков – создавать условия для
воспроизводства, рационального использования и увеличения продуктивности недревесных лесных ресурсов.
80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Грязькин А.В. Подсочка и побочное пользование лесом / А.В.
Грязькин, А.М. Егоренков, М.А. Егоренков и др. – М.: Экология,
1993. – 304 с.
2. Дубин З.Ю. Технология лесохимических производств (Малая
лесохимия). - М.: Лесн. пром-сть, 1968. - 160 с.
3. Живица сосновая. Технические условия. ОСТ 13-128-93.–23 с.
4. Зелень древесная.Технические условия. ГОСТ 21769–84.-12 с.
5. Коробов В.В. Переработка низкокачественного древесного сырья (проблемы безотходной технологии) / В.В. Коробов, Н.П. Рушков. – М.: Экология, 1991. – 288 с.
6. Коростелев А.С. Подсочка леса: Учебн. пособие /А.С. Коростелев, С.В. Залесов, Г.А. Годовалов. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. академ., 1999. – 299 с.
7. Лесной кодекс Российской Федерации: Новая редакция [Текст] :
Российская газета, № 277, 08.12.2006 г.
8. Никишов, В. Д. Комплексное использование древесины [Текст] :
учеб. для вузов / В. Д. Никишов. - М. : Лесн. пром-сть, 1985. - 264 с.
9. Славянский А.К. Технология лесохимических производств /
А.К. Славянский, Ф.А. Медников. – М.: Лесн. пром-сть, 1970. – 392 с.
10. Славянский А.К. Химическая технология древесины: Учебн. пособие / А.К. Славянский, В.И. Шарков, А.А. Ливеровский и др. – М.:
Гослесбумиздат, 1962. – 576 с.
11. Чистилин, В. Г. Недревесная продукция леса [Текст] : учеб. пособие для студентов специальности 260400 / В. Г. Чистилин. – М. :
МГУЛ, 2001. – 204 с.
81
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ......................................................................................
1. Технология канифольно-терпентинного производства .............
2. Технология канифольно-экстракционного производства .........
3. Пиролиз древесины .......................................................................
4. Технология углежжения ...............................................................
5. Смолоскипидарное производство ................................................
6. Дѐгтекуренное производство .......................................................
7. Технология переработки древесной зелени ...............................
Заключение ....................................................................................
Библиографический список .........................................................
3
5
15
32
42
49
54
61
78
80
82
Учебное издание
Горобец Александр Иванович
Недревесная продукция леса.
Основы лесохимических производств
Учебное пособие
Редактор
Подписано в печать
Формат 60х84 1/16. Объем
п. л.
Усл. п. л.
Уч.-изд. л.
Тираж экз. Заказ №
ФГБОУ ВПО "Воронежская государственная лесотехническая академия"
РИО ФГБОУ ВПО "ВГЛТА". 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
17
Размер файла
2 834 Кб
Теги
горобець, лесохимических, леса, продукции, основы, производства, недревесной
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа