При заготовке и обработке древесины образуется большое количество отходов. С 2022 года в нашей стране действует запрет на открытое сжигание и захоронение древесных отходов. В связи с этим активно разрабатываются технологии их утилизации.
Наиболее простым способом переработки отходов древесины является их измельчение с получением щепы. Щепа-это материал заданных размеров, используемый в качестве сырья для производства различной продукции или в качестве топлива.
в настоящей статье мы рассмотрим вопросы получения древесной щепы и ее применения для получения различных продуктов.
Содержание
Изготовление древесной щепы
Щепу производят при измельчении отходов древесины в разнообразных щепорубильных установках, позволяющих обеспечить измельчение больших объемов отходов с получением качественного продукта. Для обеспечения оптимальных размеров щепы, составляющих 15-25 мм, используются калибровочные сита.
Использование щепы
Древесная щепа является очень востребованным продуктом, позволяющим произвести самую разнообразную продукцию. Около 40% щепы используется в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве сырья для производства бумаги и картона. Также около 40% щепы используют в гидролизном и лесохимическом производстве для получения ценных химических веществ (этанола, кормовых дрожжей, скипидара, фурфурола и др.).
10-12% щепы применяют в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит. Остальное используют:
- для изготовления арболита и щепоцементных плит;
- в качестве мульчи для садовых растений;
- в виде топлива;
- для компостирования органических отходов;
- в виде мелкосерийного применения (настаивания алкогольных напитков, копчения пищевых продуктов, изготовления поделок и др.).
Сырье для производства бумаги и картона
Для использования в целлюлозно-бумажной промышленности щепа должна соответствовать требованиям ГОСТ 15815-83 «Щепа технологическая». Допускается использование щепы из хвойных пород (ель, пихта) или из лиственных пород, однако не допускается их смешения.
Жестко регламентируется массовая доля коры и минеральных примесей. Для марки Ц 3 допускается не более 3% коры и не более 0,3% минеральных примесей. Для марки Ц 1 требования еще более жесткие (коры не более 1%, а минеральные примеси вообще не допускаются).
Получение ценных химических веществ
При использовании щепы в гидролизной промышленности она также должна соответствовать требованиям ГОСТ 15815-83. Согласно нему сырье подразделяется на 3 марки:
ГП-1-для получения спирта, кормовых дрожжей, глюкозы, фурфурола;
ГП-2-для производства пищевого кристаллического ксилита;
ГП-3-для получения фурфурола и кормовых дрожжей.
Доля коры для марок ГП-1 и ГП-2 не должна превышать 3%, а вот для марки ГП-1 допускается до 11% коры. Минеральные примеси не допускаются для марки ГП-2, а для марок ГП-1 и ГП-3 составляют не более 0,5 и 0,3% соответственно.
Для получения глюкозы применяется щепа только хвойных пород, а для остальных химических веществ-лиственных. При этом для производства ксилита используется только березовая щепа (с допустимой долей осиновой не более 10%).
Производство древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит
Еще одной крупнотоннажной областью использования щепы является изготовление древесно-стружечных (ДСП) и древесно-волокнистых плит(ДВП). ДСП изготавливаются горячим прессованием древесных частиц с фенолоформальдегидной смолой (6-18% от массы древесных частиц) при давлении 0.2-5 МПа. ДСП применяются в производстве мебели, изготовлении строительных конструкций, опалубки, тары и др.
При изготовлении ДВП щепа предварительно перерабатывается в волокно при помощи дефибраторов. В древесную массу добавляют гидрофобизаторы (парафин, канифоль) и синтетические смолы (4-8%). Формуют изделия горячим прессованием. ДВП используют в качестве напольных покрытий (ламинат, плиты для выравнивания поверхности) и стеновых панелей.
Производство арболита и щепоцементных плит
Арболит (деревобетон) имеет хорошие теплозащитные свойства. Его применяют для возведения малоэтажных зданий или изготовления теплозащитных блоков. Распространению деревобетонов с использованием отходов древесины способствуют следующие достоинства этого наполнителя:
- низкая стоимость;
- высокая доступность;
- хорошие теплозащитные параметры;
- способность армировать бетон.
Однако, древесные наполнители имеют серьезные недостатки, не позволяющие их использовать без предварительной обработки:
- высокое водопоглощение из-за повышенной пористости;
- способность к разбуханию и усушке;
- высокое содержание сахаров, препятствующих твердению бетона.
Поэтому при изготовлении арболитных блоков щепу предварительно вымачивают в растворе химикатов (сульфата алюминия или хлорида кальция) для удаления сахаров. Затем щепу обрабатывают жидким стеклом или гашеной известью для закрытия пор, а затем сушат. После такой обработки ее можно использовать для изготовления качественных изделий.
Таким же образом готовят щепу для изготовления щепоцементных плит. Для ускорения набора прочности их отверждают в автоклавах при повыщенной температуре. Такие плиты применяются в качестве несъемной опалубки для увеличения теплозащитных свойств или для внутренних перегородок зданий.
Топливо
Древесная щепа широко применяется в качестве топлива. Для ее сжигания хорошо подходят котлы на каменном угле. При этом меньшая калорийность щепы с лихвой компенсируется ее низкой ценой. Однако, для эффективного использования в качестве топлива необходимо использовать сухую щепу, так как при применении влажных продуктов значительная часть энергии расходуется на испарение влаги, снижая теплотворную способность.
Для работы котлов требуется изменить только загрузочный механизм. Используются шнековые загрузчики с шагом витков шнека превышающем размеры шепы, чтобы исключить заклинивание загрузочного устройство.
Мульчирование садовых растений
Древесная щепа наряду с опилками активно используется для мульчирования садовых растений. Этому способствуют следующие достоинства этого материала:
- экологичность (натуральный биоразлагаемый материал);
- защита почвы от перегрева;
- препятствие прорастанию сорняков;
- источник микроэлементов и питательных веществ при перегнивании.
После перегнивания древесная мульча превращается в гумус, обогащая почву питательными элементами. Микроорганизмы, перерабатывающие целлюлозу активно потребляют азот, поэтому необходимо восполнять его потерю внесением азотных удобрений.
Об особенностях применения щепы для мульчирования садовых растений можно познакомиться на следующем видео:
Отдельное направление-это использование окрашенной щепы для декора. Это позволяет создать очень красивые орнаменты в саду при минимальных затратах. Единственный минус-некоторые красители сильно тормозят процесс перегнивания мульчи.
Заключение
Наиболее простым и доступным способом переработки отходов древесины является их измельчение с получением щепы, которая является очень востребованным продуктом.
Древесная щепа может использоваться для производства очень широкой номенклатуры вторичной продукции или топлива.
