Большие объемы древесины подвергаются химической переработке. Сюда можно отнести: производство целлюлозы и продуктов из нее; термическую, гидролизную и экстракционную переработку древесины.
Производство бумаги имеет много общего с производством древесноволокнистых плит. Приготавливают путем измельчения целлюлозы и древесных отходов древесно-бумажную массу
в водной среде; вводят добавки — наполнители, проклейку, красители; отличают бумажную массу на непрерывно движущуюся сетку; обезвоживают; прессуют; сушат; сматывают в рулон. Процесс изготовления непрерывный. Скорость выхода бумажной ленты 750-1000 м/мин.
Получение эфиров целлюлозы. Их получают химической переработкой целлюлозы. При взаимодействии целлюлозы с кислотами образуются сложные эфиры% при взаимодействии со спиртами — простые эфиры. Наиболее распространены азотнокислые эфиры (нитроцеллюлоза), получаемые взаимодействием на целлюлозу азотной (и серной для связывания выделяющейся воды) кислот. При содержании азота (N2) в эфире 10,7-12,3% получается коллоксилин — исходный продукт для изготовления нитролаков, кино-, фотопленки, коллодия, целлулоида и других материалов; при содержании N2 12,4-13% получают пироксилин, бездымный порох, другие взрывчатые вещества.
Вискозное волокно и ткани изготавливаются на основе уксусно-кислых эфиров целлюлозы. При взаимодействии целлюлозы с 18-20% -ным раствором едкого натра образуется щелочная целлюлоза. После измельчения и созревания на нее воздействуют сероуглеродом получают ксантогенат целлюлозы, растворимый в слабом растворе едкого натра. Получившийся вязкий оранжевый раствор и есть вискоза. Ее под давлением продавливают через решетку с отверстиями (фильеры) в водный раствор серной кислоты. Волокна в растворе затвердевают, затем собираются в пучок — образуется нить искусственного шелка. После промывки, сушки и перемотки вискозная нить готова. Обработкой целлюлозы смесью уксусной кислоты и уксусного ангидрида в присутствии катализаторов получают триацетат — исходный продукт для изготовления ацетатного шелка.
Термическая переработка древесины заключается в нагреве древесины до температуры 400-500°С без доступа воздуха в печах периодического или непрерывного действия. В результате нагрева получают 32-38% древесного угля (используется в медицине, металлургии, при производстве пороха, кремния); 14-15: газа (топливо); 16-20% смолы (фенолы, растворители, скипидар, масла); 3-7% уксусной кислоты; 1-1,5% метилового спирта; 0,2-0,9% ацетона.
Гидролиз древесины осуществляется следующим образом. Смесь измельченных древесных отходов с разбавленной серной кислотой нагревают в котле (паром) до 180-190С. В результате гидролиза полисахариды древесины распадаются, образуя в растворе моносахариды, т.е. простые сахара, летучие вещества (метиловый спирт, уксусную и муравьиную кислоты) и твердый остаток — гидролизный лигнин. Раствор, содержащий сахар, выводят из котла, нейтрализуют (кислоту) известью, отделяют осадок и направляют в бродильный чан. В процессе брожения происходит микробиологическая переработка дрожжевыми бактериями сахара в спирт, в результате чего к концу процесса в растворе содержится 1,2-1,6% этилового спирта. Далее из раствора в ректификационном аппарате отгоняется спирт. Этиловый спирт — основное сырье для получения синтетического каучука, красителей, фотохимикатов, медикаментов, пластмасс.
Экстракция измельченной древесины ведется бензином, в котором растворяются вещества, содержащиеся в древесине, а затем из раствора отгоняются: бензин (возвращаемый в производство), скипидар, флотационное масло, остаток — канифоль. Для извлечения дубильных веществ из древесины и коры (дуба, ивы) экстракция делается горячей водой, которую затем выпаривают.
В лесу можно заготавливать такие виды лесохимического сырья как осмол для канифольно-экстракционного и смоло-скипидарного производства, кору, хвойную лапку для получения целого ряда ценных продуктов лечебного и косметологического направления и др.
Осмол – это естественно или искусственно просмоленная древесина, используемая в качестве сырья для получения смолистых веществ (канифоли). В зависимости от места нахождения и способа просмоления древесины различают следующие виды осмола.
Стволовый осмол – искусственно просмоленная стволовая древесина, путем нанесения растущему дереву специальных ранений в процессе осмолоподсочки. Смолистость такой древесины находится в пределах от 8 до 12% в пересчете на 20% –ную влажность древесины.
Карровый осмол - просмоленная древесина в зоне карр. Смолистость его достигает 40 %. С одного бревна карового осмола можно получить в размер 1–6% от его объема. При толщине просмоленного слоя до 2 см средняя масса щепок одного бревна равна 29 кг.
Колодниковый осмол (валежный) - комлевая часть ветровала, бурелома, длительное время пролежавшего на земле. В результате чего начинается процесс гниения, и остается более смолистая ядровая часть с содержанием смолистых веществ 8–15%.
Осмол из сухостоя (волочковый) – заготавливается при рубках главного пользования из комлевых частей сухостоя и верхушечной части стволов, пораженных раком-серянкой. Его смолистость 30 %.
Пневый осмол – Ядровая часть зрелого пня сосны, используемая для получения смолистых веществ, содержащих до 20 % смолистых веществ.
Заготовка древесной зелени. К древесной зелени относятся листья, почки, хвоя и побеги хвойных и лиственных пород с диаметром до 8 мм у основания. Заготовка древесной зелени для производства хвойно-витаминной муки разрешается только со срубленных деревьев на лесосеках при проведении выборочных и сплошных рубок. Для производства пихтового масла разрешается ручная заготовка древесной зелени (пихтовой лапки) в спелых пихтовых насаждениях в весенне-летний период с растущих деревьев диаметром не менее 18 см путем обрезки веток острыми инструментами на протяжении не более 30 % живой кроны. При этом срезы сучьев должны быть косыми и гладкими, без отлупов, расщепов, задиров и надломов, а длина оставляемых на деревьях оснований сучьев должна быть не менее 30 см. Повторные заготовки пихтовой лапки в одних и тех же насаждениях допускаются не ранее чем через 4 – 5 лет.
Основное сырье для переработки – хвойная лапка. Лапка хвойных, а в некоторых случаях и облиственные побеги лиственных пород, служит сырьем для получения разнообразных продуктов: эфирных масел, кормовой витаминной муки, хлорофиллина натрия и т.д.
Заготовка древесной зелени ведется круглый год на лесосеках и на растущих деревьях вне лесосек. Самое ценное сырье – пихтовая лапка. Заготовка пихтовой лапки производится в спелых насаждениях путем обрезки ветвей в нижней части кроны (не более 30 % ее протяженности).
Заготовка сосновой и еловой лапки разрешается со срубленных деревьев на лесосеках любого вида. Кроме того, заготовка лапки указанных пород возможна и при проведении рубок ухода и санитарных рубок.
При недостатке хвойной лапки для химической переработки может заготавливаться и древесная зелень лиственных пород. Заготовка ветвей лиственных пород производится на лесосеках главного пользования и при проведении рубок ухода.
Заготовка веников, ветвей и кустарников лиственных пород (береза, осина, ива и др.) для метел и плетения производится на лесных участках, подлежащих расчистке (квартальные просеки, противопожарные разрывы, трассы противопожарных и лесохозяйственных дорог, сенокосы, линии электропередачи, зоны затопления, полосы отвода автомобильных дорог, железных дорог, трубопроводов и другие площади, где не требуется сохранения подроста и насаждений), а также со срубленных деревьев на лесосеках при проведении выборочных и сплошных рубок.
Заготовка веточного корма. Веточным кормом называют ветви толщиной до 1,5 см, заготовленные из побегов некоторых лиственных и хвойных пород и предназначенные на корм скоту. Для заготовки веточного корма используют ветви лиственных (березы, осины, клена, орешника, липы, тополя, ясеня и др.) и хвойных (в основном ели) пород. Заготавливают веточный корм из побегов лиственных пород в основном летом, хвойных пород – круглогодично. Заготовка веточного корма производится со срубленных деревьев при проведении выборочных и сплошных рубок.
Заготовка пихтовых, сосновых, еловых лап разрешается только со срубленных деревьев на лесосеках при проведении выборочных и сплошных рубок.
В составе древесной зелени имеются эфирные масла, хлорофилл, разные витамины (Bi, В2, В6, С, Е, К, Р), провитамин А (каротин), белки, жиры, углеводы, микроэлементы и прочие особо ценные соединения. Вследствие такого состава древесная зелень очень популярна как сырье для получения эфирных масел, разных биологически активных препаратов, а также витаминной муки. Эфирные масла получают из хвойного сырья, больше всего, из сосны и ели. Витаминная мука производится как из хвойного, так и из лиственного сырья.
Пожалуй, самым перспективным направлением применения древесной зелени можно назвать безотходную химическую переработку с получением кормовых и лечебно-профилактических биологически активных веществ. Сегодня спрос на эти продукты в разных отраслях народного хозяйства удовлетворен лишь на 10 - 15%.
Начало формы
Конец формы
Процесс переработки сосновой древесной зелени чаще всего реализуется на территории северных районов России. При этом получают:
· концентрат пинифоловой кислоты - Репеллент РХ-87, который используется в борьбе с грызунами плодовых насаждений, для дезинфекции пищеблоков, жилых помещений, детских учреждений, амбаров, то есть в таких местах, где проводить обработку ядохимикатами нужно, но крайне нежелательно
· концентрат изоабиенола. На его основе синтезируют душистые вещества и стабилизаторы запахов, которые являются аналогами компонентов амбры
· хлорофилл- и каротинсодержащие продукты
· композиции для бытовой химии и косметики
· концентраты витаминов и антисептиков для сельскохозяйственной отрасли.
Древесная зелень пихт, которые растут в Сибири, вследствие своего уникального состава, к примеру, наличия тритерпеновых полярных кислот, борнилацетата и прочих "летучих" терпеноидов, а также мальтола и антоцианидинов, перерабатывается различными методами. Экстракция при помощи жидкой углекислоты (диоксида углерода) дает возможность извлекать из древесной зелени очень важные компоненты, которые нет возможности получить обычными методами переработки. Метод экстракции диоксидом углерода с дальнейшей переработкой остатков, применяя органические растворители, дает возможность создать препараты от пищевых пигментов и сырья для органического синтеза до антиоксидантов.
Древесная зелень у ели европейской, в отличие от прочих сортов, имеет более низкое содержание соединений, которые растворяются в бензине. Бензин - традиционный экстрагент.
В ходе переработки древесной зелени происходит ее измельчение до получения волокнистой массы. Далее осуществляется экстракция смесью органического растворителя и воды, после чего проводится регенерация растворителя из полученного материала, подготовка остатков переработки для хранения или на корм животным.
Экстракты веществ, которые растворяются в органических растворителях или воде, можно превращать в определенную товарную продукцию для дальнейшего использования в косметической, медицинской и прочих сферах промышленности. После экстракции получаются такие продукты:
· хвойная хлорофилло-каротиновая пасту. Она обладает мощными и дезодорирующими и лечебными свойствами, а также представляет собой поливитаминный препарат широкого спектра действия и используется как биологически активная добавка в парфюмерно-косметической продукции
· тяжелое эфирное масло, которое является главной составляющей большого количества лечебных препаратов и применяется в парфюмерной промышленности
· хвойный воск. Такой продукт популярен в гигиенических и декоративных косметических средствах
· водный хвойный экстракт. Он используется в медицине и быту для создания целебных хвойных ванн, которые полезны при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, болезнях сердца и ревматических заболеваниях.
В ходе комплексной переработки древесной зелени полностью используются все компоненты, даже побочные продукты. С этой целью специалисты совмещают на производстве экстракцию органическими растворителями и водой.
Заготовка корья. Корье – это кора, снятая со стволов. Корье служит сырьем для получения дубильных веществ. В настоящее время на территории нашей страны ведется заготовка корья ели, лиственницы и ивы.
Еловое и лиственничное корье может заготавливаться в течение всего года со срубленных деревьев. Вне лесосек заготовка корья указанных пород запрещена. Заготовка ивового корья производится только в весеннелетний период, до окончания сокодвижения. В этот период кора легко отделяется от древесины. Места заготовки ивового корья должны указываться в лесорубочном билете. Заготовка ивового корья с растущих деревьев запрещается Правилами.
Заготовка ивового прута. Основной материал для изготовления плетеных изделий – ивовый прут. Кустарниковая ива произрастает почти на всей территории нашей страны. Ее можно встретить на лугах, пустырях, вдоль канав, дорог, на опушках леса и даже на окраинах городов, чаще всего в низинных сырых местах, особенно в поймах рек, ручьев, по берегам водоемов (тальники, лозняки). Известно свыше 100 видов и разновидностей этого растения, многие из которых обладают удивительной гибкостью побегов. Это свойство ивы издавна было известно человеку. В глубокой древности люди изготовляли из ивы различные изделия, необходимые в хозяйственном обиходе: корзины, кузова, детские колыбели, короба, мережи для ловли рыбы, мебель, заборы (плетень), дуги, обручи, ободья и многое другое.
Основные виды, пригодные для плетения, – ива русская, корзиночная, или конопляная, миндалелистная, или трехтычиночная (белотал), пурпурная (желтолоз, краснотал), остролистная (красная шелюга, краснотал), ушастая, волчниковая (желтая шелюга).
Заготовку прутьев лучше производить в период усиленного сокодвижения, т.е. весной (апрель-май) и в начале лета (июнь). Срезанные в этот период прутья имеют хорошую гибкость и легко очищаются от коры.
В засушливый год период заготовки прутьев сокращается, а в дождливый, наоборот, увеличивается за счет летних месяцев. Раннее наступление весны позволяет раньше начать срезание прутьев. Прутья из молодых побегов ивы, особенно однолетних, можно заготовлять и в другое время года, но такие прутья плохо очищаются от коры и не могут долго храниться.
Побеги выбирают по внешним признакам (вид ивы, цвет коры). Гибкость побегов проверяют на излом. Если при сгибании побеги ломаются, то для плетения они непригодны. С приобретением некоторого опыта и навыков побеги выбирают почти безошибочно.
При заготовке прутьев учитывают характер и размеры будущих изделий. Для крупных, срезают более толстые и длинные прутья, для мелких – тонкие и короткие.