Основы комплексной переработки древесного сырья методические указания по самостоятельному изучению дисциплины для студентов направлений подготовки 15.04.04, 38.04.02, 35.04.02

ВВЕДЕНИЕ

Продукция из древесины широко используется в различных областях экономики, в первую очередь в строительстве.

Важной особенностью древесины является ее способность к возобновлению и возможность создания на ее основе в сочетании с недревесными продуктами более 3000 видов материалов и изделий. Многие из них могут быть изготовлены из отходов производства двух основных конструкционных материалов – пиломатериалов и фанеры. Более половины товарного круглого леса, заготовленного в России в 2014 г. (70 млн м3 из 119 млн м3 вывезенной древесины), идет на их изготовление. Эти два материала в большей степени востребованы, как на внутреннем, так и на мировом рынке. При изготовлении пиломатериалов в среднем до 50 % объема круглых лесоматериалов уходит в отходы, а в фанерном производстве отходы превышают половину объема лесоматериалов и достигают 65–70 %.

Таким образом, около 80 % отходов древесины при ее механической обработке в химически неизменном виде – это отходы, образующиеся в производстве пиломатериалов и фанеры. Вот почему проблема комплексного использования древесины, утилизации отходов деревообрабатывающих производств на протяжении многих лет является актуальной и требующей решения.

Наиболее эффективными направлениями использования отходов являются производство целлюлозы и технологической щепы для изготовления древесных плит из измельченной древесины, а также использование неликвидной древесины и отходов в качестве топлива.

Изучению основных направлений использования древесины в производстве пиломатериалов и фанеры, технологии утилизации отходов, свойств полученной продукции посвящена дисциплина «Основы комплексной переработки лесных ресурсов». Технологии конструкционных материалов из древесины студенты изучают в отдельных дисциплинах. В этой связи настоящий курс нацелен на понимание необходимости и возможных направлений комплекного использования древесного сырья на деревообрабатывающих предприятиях.

Целью настоящих методических указаний является оказание помощи студентам в самостоятельном изучении дисциплины, подготовке к практическим и лабораторным занятиям и тестированию.

К выполнению индивидуальных практических и лабораторных работ допускаются студенты, успешно прошедшие тестирование по контрольным вопросам, приведенным в методических указаниях.

1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

3

Дисциплина «Основы комплексной переработки древесных ресурсов» изучается студентами, обучающимися в магистратуре по направлениям подготовки 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов», 38.04.02 «Менеджмент», 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».

Прежде чем приступить к изучению дисциплины, студенту необходимо ознакомиться с программой курса. В процессе работы желательно составлять конспекты по каждой теме дисциплины на основе лекционного материала и литературных источников. Также по каждой теме целесообразно устраивать самоконтроль, отвечая на вопросы тематического содержания курса, изложенные в методических указаниях.

Цель изучения дисциплины: получить знания и умения в области комплексной переработки древесного сырья.

Задачи дисциплины:

●усвоение основных видов продукции из древесины;

●усвоение основных видов древесных отходов, образующихся в процессах заготовки и переработки древесины;

●усвоение основных видов продукции из древесных отходов;

●усвоение методов и средств переработки отходов.

Это известно из курсов «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» и «Технология лесопильнодеревообрабатывающих производств».

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

–основные виды продукции из древесны;

–основные виды отходов, их размеры и свойства;

–основные виды продукции из древесных отходов;

–методы и средства переработки отходов.

Уметь:

–обосновывать требования к сырью для производства продукции с заданными размерно-качественными характеристиками;

–обосновать направления переработки древесины, дающие максимальный экономический эффект;

–обосновывать пути использования попутной продукции (боковые тонкие доски в лесопильном производстве);

–обосновать направления переработки отходов;

–обосновать методы и средства переработки отходов.

Владеть:

–методиками расчета баланса сырья;

–методиками обоснования параметров режимов переработки отходов.

2.ТЕМАТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4

2.1. Лекционный курс

Тема 1 . Древесные ресурсы и материалы из древесины. Древесные ресурсы и их распределение по территории страны.

Краткая характеристика, сравнительный анализ, объемы производства и потребления пиломатериалов, фанеры и плит из измельченной древесины.

Тема 2 . Виды. Количество и характеристика древесных отходов в производстве конструкционных материалов из древесины.

Отходы, образующиеся в производстве пиломатериалов: кусковые отходы, опилки, стружка. Отходы, образующиеся в производстве фанеры:

–кусковые (шпон-рванина, карандаш, обрезки шпона, обрезки фанеры),

–опилки,

–древесная пыль.

Количество и характеристика древесных отходов: кусковых, опилок, стружки, древесной пыли.

Тема 3 . Продукция из древесных отходов. Плиты из измельченной древесины. Технологическая щепа, требования, технические характеристики. Топливная щепа, технические характеристики. Топливные брикеты, пеллеты, требования, технические характеристики.

Композиционные местные строительные материалы из измельченной древесины: арболит, фибролит, ксилолит, велокс, термиз и др. Технические характеристики основных видов местных строительных композиционных материалов из измельченных отходов.

Тема 4 . Методы и средства (технологии) изготовления продукции из древесных отходов. Технологии производства технологической щепы. Технологии производства топливной щепы, пеллет и брикетов. Технологии местных строительных композиционных материалов из измельченных отходов.

2.2. Практические занятия

Практические занятия проводятся в форме дискуссии на основе студенческих презентаций по контрольным заданиям (кейсам).

ПР-1. Анализ направлений и обоснование мероприятий по увеличению качественного спецификационного выхода пиломатериалов.

ПР-2. Анализ направлений и обоснование мероприятий по увеличению выхода фанеры.

ПР-3. Обоснование направлений и технологии утилизации отходов лесопиления.

ПР-4. Обоснование направлений и технологии утилизации отходов фанерного производства.

2.3. Лабораторные занятия

5

ЛР-1. Определение фракционного состава опилок и технологической щепы.

ЛР-2. Определение состава композиционной смеси при изготовлении арболита и фибролита.

ЛР-3. Исследование режимов изготовления композиционных материалов и топливных брикетов.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Древесные ресурсы и конструкционные материалы из древесины

Изучение дисциплины студент начинает с оценки древесных ресурсов нашей страны. Потенциальная экономически доступная ресурсная база для производства древесных материалов по разным оценкам составляет от 250 до 350 млн м3 древесины из общей годовой доступной расчетной лесосеки, оцениваемой в объеме от 400 до 600 млн м3 (табл.1). Основные промышленно используемые породы древесины: сосна, ель, пихта, лиственница, береза, дуб и др. Краткая характеристика их свойств приведена в табл. 2.

Затем следует уяснить основные виды продукции из древесины (рис. 1), провести их сравнительный анализ, оценить основные конструкционные материалы (табл. 3), области их применения, объемы производства и потребления. В мировой практике к основным древесным конструкционным материалам относят: пиломатериалы, фанеру, классические древесностружечные плиты (ДСтП), плиты из крупномерных ориентированных частиц (OSB или ОСП), древесноволокнистые плиты (ДВП).

Студенту известно, что пиломатериалы изготавливают из древесины хвойных и лиственных пород. В зависимости от размеров и формы поперечного сечения основные виды пиломатериалов производят в виде досок (ширина в два и более раз превышает толщину), брусков, у которых ширина меньше двойной толщины, и брусьев с шириной и толщиной более 100 мм. Брусья могут быть двух-, трехили четырехкантными по числу пропиленных сторон.

Пиломатериалы классифицируют по породе древесины, сорту (количеству и качеству сортообразующих пороков), углу наклона волокон к кромке (радиальные и тангенциальные), наличию обзола (обрезные и необрезные), а также по размерам в соответствии с ГОСТ 24454 и 2695. Толщина хвойных пиломатериалов от 16 до 250 мм, ширина от 75 до 275, длина от 1 до 6,5 м с установленной стандартами градацией.

6

Рис. 1. Основные виды продукции из древесины

9