Опилки древесные: почему востребованный материал используется лишь на 30%

Опилки образуются при всех видах обработки древесины. Сухие опилки  опасны из-за своей пожароопасности. Поэтому они должны регулярно вывозиться с деревообрабатывающих предприятий на утилизацию.

Влажные опилки тоже опасны. В них достаточно быстро происходит гидролиз с образованием сахаров, которые подвергаются сбраживанию. При этом выделяется тепло. В результате кучи влажных опилок часто самовоспламеняются через несколько месяцев хранения.

С 1 января 2022 года Правительство нашей страны ввело запрет на открытое сжигание и захоронение всех видов отходов лесопиления и деревообработки, включая опилки. Поэтому они обязательно должны быть утилизированы с получением продукции или энергии.

В настоящей статье мы подробно рассмотрим, что можно произвести из опилок, а также разберем почему такой востребованный материал в нашей стране используется лишь на 30%.

Виды применения древесных опилок

Они имеют очень широкий спектр полезного использования. Могут применяться для следующих направлений:

• в качестве топлива;
• для производства строительных материалов и утепления домов;
• в сельском хозяйстве (для производства компоста, мульчирования растений, в качестве подстилки для сельскохозяйственных животных и др.);
• в качестве сырья для получения ценных химических продуктов (кормовых дрожжей, этилового спирта, уксусной кислоты, скипидара, канифоли и других продуктов);
• в дачном хозяйстве (садовые дорожки, мульчирование растений, получение удобрений и др.);
• для копчения продуктов;
• в декоративных целях.

Использование в качестве топлива

Древесные опилки, имеющие теплотворную способность 6-9,1 МДж/кг (при естественной влажности 45-60%), могут сжигаться в отопительных котлах в чистом виде. Однако, в связи с их низкой насыпной плотностью, составляющей 0,1-0,25 кг/куб. м, такое использование возможно только на месте их образования. Транспортировка даже на небольшие расстояния для применения в энергетических целях малорентабельна.

Значительно более эффективно их прессование с получением топливных пеллет или топливных брикетов.

Производство пеллет

Древесные опилки содержат природную смолу-лигнин, поэтому для производства изделий нет необходимости добавлять специальные связующие вещества. Отсутствие химических добавок обеспечивает экологическую чистоту горения пеллет.

Для их производства опилки сортируют для удаления примесей. Металлические примеси удаляют электромагнитом, а камни и землю отделяют просеиванием через сито. Затем подготовленные опилки сушат и прессуют в пресс-грануляторе при высоком давлении с получением топливных пеллет. Они имеют форму цилиндров диаметром 6-25 мм и длиной 5-50 мм.

Их насыпная плотность составляет 1000-1400 кг/куб. м, а теплотворная способность до 17,2 МДж/кг. По сравнению с дровами пеллеты имеют меньший объем и более низкую влажность. За счет этого они имеют меньшую зольность и выделяют меньше дыма. Пеллеты особенно эффективны для отопительных котлов с автоматической подачей топлива.

Изготовление топливных брикетов

Если нужно топливо для обычных отопительной техники или каминов предпочтительнее использовать топливные брикеты (евродрова). Они также изготавливаются из опилок. Кроме древесных отходов в них можно добавлять:

• шелуху злаковых или масличных культур;
• солому;
• торф.

Технология изготовления брикетов аналогична производству пеллет, но на заключительной операции используют специальные пресса. За счет высокого давления прессования брикеты имеют высокую прочность и плотность.

За счет этого евродрова горят дольше и равномернее по сравнению с обычными дровами. Также они выделяют больше энергии из-за низкой влажности.

Производство строительных материалов

Опилки являются отличным сырьем для изготовления самых разнообразных строительных материалов:

• теплозащитные материалы и утепление домов;
• конструкционные материалы для малоэтажного строительства (арболит, опилкобетон);
• древесно-полимерные композиты (ДПК);
• плитные отделочные материалы (ДСП, ДВП и др.).

Теплозащитные материалы и утепление домов

Низкая теплопроводность опилок и низкая стоимость делают их перспективным материалом для утепления домов. Раньше опилки использовались для утепления в чистом виде. Их засыпали между стеновыми материалами, добиваясь эффективного утепления. Сейчас от этого практически везде отказались, так как в опилках могут селиться грызуны. Кроме того появились современные теплозащитные материалы.

Тем не менее утеплительные материалы на основе опилок широко используются. Смеси опилок с глиной применяют для утепления чердаков и потолков, а также кирпичных стен. Такой материал обладает хорошей паропроницаемостью и влагостойкостью.

Смеси опилок с цементом используют для утепления и выравнивания полов. В качестве вяжущих для теплозащитных материалов на основе опилок можно также применять известь, жидкое стекло, клей ПВА.

Конструкционные материалы для малоэтажного строительства

Опилки используются для конструкционных материалов, обладающих отличными теплозащитными свойствами (опилкобетон, арболит),  которые широко применяются для малоэтажного строительства.

Опилкобетон

Этот материал отличают:

• низкая стоимость;
• малая плотность и теплопроводность;
• высокая паропроницаемость, обеспечивающая постоянный сухой микроклимат в доме.

Опилки содержат много водорастворимых веществ, включая сахара, снижающие прочность бетонов. Поэтому перед изготовления опилкобетона их предварительно замачивают в ванне с водой с добавлением сульфата алюминия или хлорида кальция для удаления водорастворимых веществ и сахаров.

Затем их смешивают в бетономешалке с вяжущими, водой и специальными добавками. Полученную смесь укладывают в формы, уплотняют и выдерживают для отверждения. Время отверждения около 5 суток при 20 град. С или 1сутки при 40 град. С,

Блоки из опилкобетона имеют низкий вес и теплопроводность. Строения из них легко возводятся, Они не требуют мощных фундаментов и затрат на дополнительное утепление.

Арболит

Арболит готовится без добавления песка. Этот материал легче и прочнее опилкобетона. Процесс изготовления аналогичен производству опилкобетона. Арболит является одновременно конструкционным материалом и утеплителем. Из него возводят дома высотой не более трех этажей.

Древесно-полимерные композиты (ДПК)

Древесно-полимерный композит может быть изготовлен из отходов древесины и пластмасс. Он содержит 45-65% древесных наполнителей (опилки, древесная мука или стружки), 30-50% полимерных связующих на основе термопластов и 5%технологических добавок (красители, антипирены и др.).

Основными преимуществами ДПК являются:

• высокая стойкость к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и влаге;
• пожарная безопасность;
• широкая цветовая гамма и высокая устойчивость окраски;
• легкость монтажа и обработки.

Все это обеспечивает очень широкий спектр применения изделий из древесно-полимерных композитов.

Плитные отделочные материалы

Опилки и стружки широко используются для производства плитных отделочных материалов (ДСП, ДВП, МДФ и др.). Их изготавливают горячим прессованием древесных отходов с добавлением 6-18% фенолоформальдегидных смол.

Применение в сельском хозяйстве

Опилки очень широко используются в сельском хозяйстве. Основными направлениями их применения являются;

• изготовление компоста;
• подстилки для содержания сельскохозяйственных животных;
• мульчирование растений;
• производство кормовых добавок;
• субстрат для выращивания грибов.

Изготовление компоста

Технология компостирования подробно описана в статье «Компостирование органических отходов». Добавление опилок позволяет добиться оптимального соотношения между углеродом и азотом, составляющим 25-30 к одному, а также снижает влажность субстрата и увеличивает его воздухопроницаемость.

Подстилки для содержания сельскохозяйственных животных

Для этих целей чаще используются опилки лиственных пород. Применение опилок позволяет одновременно впитывать жидкие выделения животных и поглощать запахи.

Производство кормовых добавок

Используют опилки хвойных пород, содержащие больше витаминов. Их вываривают для удаления смол и измельчают в муку. Применяют до 25% от кормовых рационов.

Применение для получения ценных химических продуктов

С помощью микробиологической или химической переработки опилок можно получить множество ценных продуктов. Однако, для реализации этого требуется сложное оборудование и хорошо организованное производство.

Микробиологическим синтезом из опилок получают:

• кормовые дрожжи;
• этанол;
• фурфурол;
• ксилит;
• альдегиды.

Химическая переработка позволяет получить следующие ценные продукты:

• целлюлоза;
• глюкоза и ксилоза;
• уксусная кислота;
• скипидар;
• канифоль и др.

Использование в дачном хозяйстве

В дачном хозяйстве опилки находят очень широкое применение. Их используют для следующих целей:

• улучшения структуры почвы;
• мульчирования садовых растений;
• обустройства садовых дорожек;
• получения компоста;
• выращивания рассады;
• хранения урожая;
• декора (изготовления поделок);
• копчения продуктов.

Все эти направления подробно уже описаны в статье «Использование опилок на огороде, правила грамотного применения», поэтому остановимся подробнее на использовании опилок для копчения продуктов.

Для этих целей нельзя использовать опилки хвойных пород. Они содержат большое количество смол и придают продуктам неприятный запах и горечь. Для копчения обычно применяют опилки от индивидуальных пород древесины. Чаще всего используют опилки ольхи, дуба, ясеня. Хорошие результаты получают при использовании опилок плодовых деревьев.

Почему применение опилок не превышает 30%

По данным статистики степень использования опилок в нашей стране не превышает 25-35%. В значительной степени это связано с их низкой насыпной плотностью, что существенно затрудняет их транспортирование, а применение в местах образования не всегда возможно.

Насыпная плотность составляет 0,1-0,15 кг/куб. м для сухих (влажность 8-15%) и 0,15-0,25 кг/куб. м для сырых опилок (влажность 50-70%). При транспортировании опилки существенно уплотняются в 1,05-1,15 раз, что значительно осложняет их выгрузку.

Для перевозки опилок чаще всего применяют специальный автотранспорт-щеповозы со сдвижным полом для разгрузки. Они имеют следующие характеристики:

• объем 52-104 куб. м;
• длина кузова 9,4-13,6 м;
• ширина 2,55 м;
• высота 1,4-2,7 м

При транспортировании  самосвалами опилки обязательно закрывают брезентом или пленкой. Это обеспечивает отсутствие потерь и загрязнения продукта (в том числе увлажнение). Влажные опилки слипаются, а в зимний период примерзают к кузову, что значительно усложняет их выгрузку.

Автотранспорт перевозит опилки на расстояние 40-50 км (максимально до 100 км, больше уже не рентабельно). По железной дороге опилки можно перевозить на расстояние до 1000 км. Однако, в связи с чрезвычайно высокой загрузкой железной дороги в последние годы, это практически не используется.

Все эти факторы существенно ограничивают рентабельность использования опилок, несмотря на то, что их часто готовы отдать бесплатно.

Для того, чтобы увеличить степень переработки опилок Фонд развития промышленности РФ постоянно расширяет возможности получения льготных займов предприятиям лесного бизнеса, осуществляющих переработку отходов, включая опилки.