- •1. Заготовка, механическая и химическая переработки древесины
- •1.1. Заготовка древесины
- •1.2. Производство пиломатериалов
- •1.3.Производство фанеры, древесных плит
- •1.4. Производство целлюлозы
- •1.5. Производство бумаги, картона
- •Состав отдельных видов бумаги
- •1.6. Гидролиз древесины. Лесохимия
- •2. Производство строительных материалов
- •2.1.Классификация строительных материалов.
- •2.2. Материалы высокотемпературной обработки
- •2.2.1 Керамические материалы
- •2.2.2. Строительные материалы из минеральных расплавов
- •2.2.3 Неорганические вяжущие минералы
- •2.3. Безобжиговые искусственные каменные материалы
- •Дополнительная литература
- •Содержание
- •Технико-экономические основы производства
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
В. В. НЕКРИШ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА
(Технико-экономические основы заготовки,
механической, химической переработки древесины
и производства строительных материалов)
Учетное пособие для студентов
специальности Н.05.01.00 — «География»
МИНСК 2000
А в т о р
В. В. Некриш
Рецензенты:
кандидат географических наук, доцент Г.С.Смоляков,
кандидат географических наук, доцент В. М. Зайцев
Рекомендовано на заседании совета географического факультета 14 декабря 1999 г., протокол № 4
В пособии рассмотрены особенности лесных ресурсов, способы заготовки древесины, производства пиломатериалов, фанеры, древесных плит, целлюлозы, бумаги, продукции лесохимии, строительных материалов. Раскрыты их технико-экономическая специфика, ее влияние на размещение предприятий, техногенное воздействие способов производства на окружающую среду.
БГУ, 2000
1. Заготовка, механическая и химическая переработки древесины
Заготовка древесины, ее механическая и химическая переработка ведется на предприятиях лесопромышленного комплекса (ЛПК). Он представляет сложное межотраслевое формирование, состоящее из взаимообусловленного сочетания предприятий по использованию и доведению до потребителя конечной продукции. ЛПК состоит из совокупности предприятий лесного хозяйства, промышленности по механической, химической и микробиологической переработке лесных ресурсов, имеющих тесные производственно-экономические взаимосвязи, основанные на комплексном использовании древесины. Комплексообразующими отраслями являются лесное хозяйство, лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная промышленность и лесохимия.1
Естественную основу развития комплекса составляют лесные ресурсы, которые представлены древесными и недревесными компонентами, а также защитными и социальными функциями леса (рис.1). Следовательно, значение лесов в хозяйстве определяет совокупность сырьевых и несырьевых ресурсов. По хозяйственному значению и выполняемым функциям леса подразделяют на три группы. Первую группу составляют леса заповедников, территорий вокруг населенных пунктов, курортных, поле-, водо-, почвозащитных зон, особенно ценных массивов (промысловых, орехоплодных) и других типов, которые выполняют защитные, санитарно-гигиенические и оздоровительные функции. Основное значение в ресурсном потенциале таких лесов имеют несырьевые компоненты. Во вторую группу включены леса с большим значением несырьевых ресурсов и ограниченным использованием древесины в объемах среднегодового прироста. В таких лесах древесные ресурсы используют с целью их эффективной эксплуатации и полного восстановления. В данной группе выделяют эксплуатируемые и недоступные для эксплуатации леса и спецзоны. К третьей группе отнесены леса многолесных районов с основными объемами промышленных лесозаготовок. Здесь доминируют в хозяйственном значении древесные ресурсы с применением всех видов рубок без ущерба защитных, восстановительных свойств лесов. В этой группе, кроме типов лесов второй группы, выделяют резервные леса, эксплуатация которых не намечена в ближайшие 20 лет.
1Лесное хозяйство - самостоятельная отрасль экономики страны, как и промышленность в целом. Поэтому технико-экономическая специфика лесного хозяйства в главе не рассмотрена.
ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ
ДРЕВЕСНЫЕ РЕСУРСЫ
НЕДРЕВЕСНЫЕ
РЕСУРСЫ
РЕСУРСЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ
ПОЛЕЗНОСТЕЙ ЛЕСА
Ягоды, грибы и
плоды дикорастущих растений
Лекарственное и
техническое сырье
Продукция подсочки
сосны, березы и др.пород
Пушномеховая и
мясодичная продукция лесных животных
древесина
Недревесные
компоненты дерева
Сенокошение и
пастьба скота в лесу
Другие продукты
использования
Физико-географические
формы лесов
Социально-культурные
формы лесов
Рис.1. Понятийная схема состава лесных ресурсов
Данная группировка лесов отражаем специфику природных условий регионов и возможность использования лесных ресурсов.1
Один из наиболее ценных компонентов лесных ресурсов - древесина. Области ее применения обусловлены свойствами и вещественным составом. Древесина состоит из органической массы, большую часть которой составляют высокомолекулярные соединения с небольшими примесями минеральных веществ(0,3-1,1 % от общей массы). Сухая древесина содержит 49-50 % углерода, 6-7% водорода, около 44-45 % кислорода и около 1 % азота. Углерод и водород обуславливают топливную ценность, а малая доля минеральных соединений - низкую зольность древесины.
Древесина имеет сложный вещественный состав. Основу ее составляют целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, которые образуют клеточную оболочку. Целлюлоза* имеет волокнистое строение и представляет природный полимер стойкий к обычным растворителям (спирты, эфиры и т.д.). В сухой древесине ее содержание превышает половину массы. В хвойных породах содержание целлюлозы больше, чем в лиственных. При этом волокна лиственных пород тоньше, в 2-3 раза короче хвойных. Лиственная древесина структурно сложнее, быстрее поражается гнилью. Все это усложняет получение целлюлозы, ухудшает качественные показатели конечной продукции. В промышленности отдают предпочтение использованию хвойных пород.
Второе важное вещество древесины – гемицеллюлоза.* Она по химическому составу близка к целлюлозе и представляет смесь сложных сахаров (гексозаны, пентозаны и других веществ). Гемицеллюлоза легко гидролизуется с образованием простых сахаров (пентозы, гексозы) и полисахаридов (крахмал, гликоген и др.), которые образуют спирт под воздействием дрожжей. Ее содержание в хвойных породах составляет 17-20, лиственных - 30-35% от общей массы.
Третьим основным компонентом является лигнин* - сложное соединение органических веществ, составляющее 17-30% древесины. Лигнин ухудшает качество целлюлозы, бумаги, не гидролизуется и при глубокой переработке древесины образует побочный продукт. Он легко растворяется в горячих щелочах, окислителях и других реагентах. До пяти процентов древесины составляют жиры, смолы, воск, белок, красящие, дубильные и другие вещества. Древесина имеет сравнительно небольшой удельный вес и остаточную прочность, хорошие изоляционные свойства, легко обрабатывается, устойчива к внешнем) воздействию и др.
1 В Беларуси по данным причинам все леса отнесены к первой и второй группам. Доля первой группы в общей площади лесного фонда составляет более половины. В России преобладают в общей площади лесного фонда леса третьей группы и только 1/5 составляют леса первой и второй группы.
*Данным символом отмечены в пособии слова, объяснение которых дано в словаре терминов на страницах 81-82.
Все это делает ее универсальным материалом и благоприятствует широкому применению в различных отраслях хозяйства (рис. 2).
Таким образом, древесина содержит различные вещества, что обусловливает важность комплексного использования. На современном папе до 9/10 заготавливаемой древесины направляют на механическую и химическую переработку. Для сравнения отмстим, что в начале XX столетия более половины ее использовалось в качестве дров. Из древесины получают более 25 тыс. изделий и только около 1% из них - механическим способом. Древесина - это топливо, строительный, конструкционный материал, сырье для промышленности. При этом наиболее эффективна продукция глубокой переработки древесины.