Сложно назвать сферы жизни, в которых бы не нашли применения деревья или продукция из них.
Поэтому периодически возникает вопрос – что делать с разнообразными растительными и древесными отходами и продуктами деревообрабатывающей промышленности, как избавиться от них, ведь этот материал, находясь в бесконтрольном состоянии, представляет серьезную опасность.
В этой статье мы разберем различные способы применения или утилизации древесины и любых отходов лесопиления и деревообработки, вы узнаете, что изготовляют из древесины и ее отходов, а также обговорим связанные с ними вопросы.
Необходимость утилизации древесных отходов
Многие экологические объединения и неравнодушные граждане обеспокоены чрезмерной вырубкой лесов. Иногда рубка превращается в сплошную. Смена лесного ландшафта пустырем приводит к изменению климата и уровня грунтовых вод, гибнут лесные животные и птицы.
На пилорамах от 20 до 50% леса превращается в отходы. Остается неделовая древесина и после лесозаготовок. Часть мусора сжигают на месте, создавая опасность пожара, часть обрезков оставляют или вывозят на полигоны. Независимо от того, гниют древесные отходы на свалке или в месте образования, этот процесс расходует атмосферный кислород, создает беспорядок и не приносит пользы.
Благодаря переработке древесных остатков можно получить разную полезную продукцию, не вырубая деревья. Вывоз веток с мест лесозаготовки бережет лес от пожаров и размножения вредителей.
Методы утилизации
Остатки, которые остаются после обработки древесины, обычно свозят на загородные свалки или же сжигают в печах. Такой способ утилизации наносит огромный вред окружающей среде, к тому же требует больших финансовых затрат. Поэтому в последнее время собственники деревообрабатывающих предприятий стали задумываться об альтернативных способах утилизации сырья, которые используются в Европе.
Древесные остатки прессуют, получая гранулированное и брикетированное сырье, которое затем используется в топливных котлах.
Прессование дает несколько преимуществ: позволяет сокращать объемы отходов, уменьшает затраты на хранение и перевозку сырья, дает увеличенный КПД сжигания полученного топлива.
Кроме утилизации, древесные остатки широко используются для переработки и дальнейшего получения различных продуктов. Переработка, по сравнению с утилизацией, является более сложным процессом и приносит хорошую выгоду предпринимателю.
Виды отходов древесины
Отходы деревообработки делят на деловую и неделовую древесину. Горбыль и кусковые обрезки – это деловая древесина. Из таких остатков изготавливают мелкие деревянные изделия. Сфера применения деловых древесных остатков широка. Некоторым производствам для изготовления небольших деталей выгоднее применять отходы, чем первосортную древесину.
К неделовой древесине относят стружки, щепки, сучки, мелкие спилы. При переработке такого мусора приходится учитывать размер и текстуру, иногда – дробить до получения равномерной фракции.
Для удобства древесные отходы делят на четыре категории. Деловая древесина – это отходы первой и частично второй категории.
Первая категория
К первой категории относится горбыль и подгорбыльные доски. Горбыль – это спил края бревна с корой. Второй спил, необходимый для превращения бревна в брус, образует подгорбыльную доску.
Вторая категория
Следующая категория отходов древесины включает спилы бревен, продольные и поперечные обрезки, торцы, остатки столярных работ, отходы фанеры.
Третья категория
К третьей категории относят остатки шпона и древесных строительных плит. В основном, отходы этой группы образуются в процессе ремонта.
Четвертая категория
Последняя категория включает древесную кору, щепу, опилки, стружки и пыль от шлифовки досок.
Виды и объемы использования отходов при лесозаготовке
Появление и применение отходов древесины
Внушительные объемы отходов деревообрабатывающего производства скапливаются при лесопилении. Приблизительно 60% сырья становится основной продукцией, остальные 40% являются отходами. Среди них части досок, обрезки участков с дефектами, горбыли, рейки, кора, мелкие фракции, появляющиеся после распила.
Из общего числа отходов древесины около 60-70% выступают вторичным сырьем, остальные же либо утилизируются, либо выбрасываются на свалки, тем самым оказывая негативное воздействие на экологическую обстановку. Такая статистика помогает понять, чем объясняется большое количество отходов при обработке древесины, при более детальном ее рассмотрении.
Интересно! Актуальным вопросом сейчас является внедрение и попытки использования технологии ресурсосбережения, в том числе это относится и к остаткам деревообработки. На данный момент вырубка лесов не прекращена, как и продажа древесины в любых объемах.
Закон об обязательной утилизации древесных отходов
Правительство Российской Федерации давно работает над законом об обязательной утилизации древесных отходов. Его принятие отложили до 2022 года. За это время предприятия, имеющие дело с остатками деревообработки, должны решить, будут они перерабатывать стружки и обрезки сами или сдавать сторонним организациям.
Пока переработкой отходов озадачиваются только крупные предприятия, малому бизнесу проще закупить деловой лес. После принятия закона из всех промышленных древесных остатков будут извлекать пользу.
применение отходов деревообработки
Виды древесных отходов их применение
Множество деревообрабатывающих предприятий после выполнения работ оставляют около 25 – 40 % отходного древесного материала, дальнейшая судьба которого неизвестна. Так как сбережение лесных массивов является не только проблемой страны, но и всего мира, то должны быть введены нормативы по обращению и реализации, распространение которых затрагивало бы и древесные отходы.
По существующим статистическим данным, Россия обладает наибольшим запасом леса во всём мире, их примерная площадь занимает более 800 тыс. га на территории страны, эта цифра ровняется примерно 25% лесных насаждений всей планеты.
Большая часть лесных насаждений располагается на Дальнем Востоке и в Сибири. Лес – это источник сырья для всех древесных изготовляющих или перерабатывающих предприятий, но также лес считается и средой обитания животных, птиц и прочих млекопитающих, без него большинство из них просто исчезнут. Вымрут целые популяции зверей, как известно это может привести к катастрофическому исходу, поэтому так важна, переработка отходов древесины, её использование в производстве не только сохранит первичный древесный материал, но и уменьшит отходы древесины, что позволит значительно сократить вырубку лесов.
Также лес является источником многих видов ягод, лечебных трав и грибов, большинство из которых очень полезны не только для животных, но и для людей, их исчезновение может лишить человеческий организм нужных витаминов. А в некоторых случаях даже лекарственных препаратов, изготовляющихся на органической основе лесных трав.
Существование проблемы, комплексного использования остатков деревообработки началось ещё при развитии лесопильной промышленности. В то время никто не задумывался, об экологических проблемах, которые могут наступить из-за уменьшения зелёных насаждений. Поэтому отходы просто уничтожались методом сжигания, чтобы не занимать территорию и не нести угрозу предприятиям, как легко воспламеняемый материал.
За прошедший период, деревообрабатывающие технологии развиваются, внедряется автоматизированное управление и прочие новшества, позволяющие извлекать максимум прибыли, но отношение к отходам практически не изменилось. В основном это относится к мелким и средним лесоперерабатывающим производствам, которые, не хотят тратить средства на развитие технологий переработки и вторичного использования, поэтому отходы деревообработки просто окружают такие компании.
Механические способы переработки
Наиболее популярна механическая переработка отходов древесины. Разнообразные устройства придают утильсырью заданную форму. При перевозке в контейнер вмещается больше древесины в виде щепы, чем в виде веток.
Измельчители
Роторные, барабанные или дисковые агрегаты измельчают древесную некондицию в щепки. Загрузка сырья бывает горизонтальной и вертикальной, сами измельчители – стационарными и мобильными.
Молотковые дробилки
Дробилки измельчают любые типы древесных отходов. Закрепленные на роторе молотки с высокой скоростью ударяют по утилизируемым остаткам. Даже от мощных сучьев остается только технологическая щепа, пригодная для дальнейшей переработки.
Дробильные машины
Эти аппараты дробят древесный мусор до состояния мелких частиц. Модели разной мощности работают с остатками разных размеров. Величина частиц, получаемых на выходе, тоже варьирует. Из дробленой древесины производят топливо и строительные плиты.
Печи
Проще всего деревянные остатки сжечь в печах. Это дешевле, чем измельчить, брикетировать и лишь потом сжечь. Для отходов нестабильной конфигурации подходят конусообразные модели печей. Полученное тепло применяют для обогрева помещений и нагрева воды.
Отходы в деревообрабатывающей промышленности
Категория: Разные непродовольственные товары
Процесс обработки и переработки древесины во всех производствах связан с получением большого количества отходов. Начиная
с первой стадии — рубка леса и вывоза хлыстов, и кончая последней стадией — обработкой древесины, процесс сопровождается отходом части древесины, которая не используется в дальнейшем производстве. Объем отходов не только соизмерим с его объемом получающейся продукции, но зачастую и превосходит его. Так, при рубке и вывозке древесины из леса около 20% древесного сырья составляют отходы в виде ветвей, пней, корней, а их вывезенной около 20% составляет неделовая древесина (дрова). В лесопильном производстве количество отходов составляет 35-42%. В мебельных производствах количество отходов в среднем составляет 53-65% от поступивших пиломатериалов. При выработке фанеры отходы составляют 52-54%, строганого шпона — 30-45%. Ежегодное количество отходов и неделовой древесины по стране составляет около 300 млн м3.
Отходы — ценное вторичное сырье для производства разнообразных материалов, изделий, продуктов.
Классификация отходов. Древесные отходы можно классифицировать по видам и этапам обработки древесины. По видам все отходы делятся на твердые: горбыли, рейки, обрезки, ветви, вершины, пни, корни; мягкие: стружки, опилки, древесная пыль, кора и луб; древесную зелень — хвоя, листья. По этапам обработки древесины отходы делятся на отходы, связанные с заготовкой леса, — ветви, вершины, пни корни, кора (частично), обрезки, неделовую древесину (дроса); отходы первичной обработки древесины в лесопилении, фанерном производстве — рейки, горбыли, обрезки, стружки, опилки, кора, рванина, карандаш; отходы вторичной обработки в мебельных производствах — обрезки, стружки, опилки.
Причины возникновения отходов. Отходы образуются по следующим причинам: в связи с биологическими особенностями произрастания деревьев (листья, хвоя, ветви, вершины, пни, корни, кора); вследствие получения материалов прямоугольного сечения из материалов круглой формы (горбыли, рейки); из-за сбежистости ствола (рейки, комлевые срезки); неправильной формы ствола — овальности, сбежистости рванина); пороков древесины — сучков, трещин (обрезки); несовершенства технологически процессов обработки древесины (опилки, стружки, обрезки, карандаши, отструг при строгании шпона).
При обработке и переработке древесины кроме отходов получаются безвозвратные потери на усушку древесины во всех видах производства (6%) и упрессовку в производстве клееных слоистых материалов.
Использование отходов. Отходы древесины, являющейся вторичным сырьем, могут частично или полностью заменить первичное сырье на предприятиях, выпускающих древесностружечные и древесноволокнистые плиты, на предприятиях деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, лесохимической промышленности и в производстве строительных материалов. Конечная продукция из отходов может быть получена механической обработкой, химической, микробиологической и энергохимической переработкой.
Крупные кусковые отходы могут быть использованы для выработки мелкой продукции, изделий ширпотреба, тарной дощечки, штакетника, штукатурной и кровельной драни, кровельной плитки и гонта, предметов домашнего обихода, игрушек, простейшей мебели (вешалок, полочек, подставок, ящиков, шкафчиков). Сотни различных наименований мелких изделий изготавливают из кусковых отходов.
Все мелкие кусковые отходы на различных производствах могут быть переработаны на технологическую щепу, которая используется как сырье в целлюлозном производстве, в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит, в гидролизном, химическом и других производствах. Технологические опилки используются в гидролизных и других производствах.
Хвоя и листья служат ценным сырьем для получения хвой-но-витаминной муки, употребляемой как добавка к кормам животных и рыб, эфирных масел, хвойных лечебных экстрактов, хлорофилло-каротиновой пасты, которая применяется как леченое средство и для изготовления косметической продукции. Лесосечные отходы используются для переработки на древесный уголь, применяемый в металлургической и других отраслях промышленности, а также как сырье для переработки в технологическую щепу. Стружки и опилки используются для производства различных строительных материалов, а также как сырье для химической и гидролизной промышленности.
В производстве строительных материалов древесные отходы используются для получения многих материалов, необходимых в народном хозяйстве.
Арболит — плитный материал, изготовленный из цемента или гипса с древесным заполнителем в виде щепы. Его применяют в строительстве как конструкционно-теплоизоляционный материал. Заполнителем является щепа-дробленка размером от 2x2x0,5 мм до 20x5x5 мм. Плотность теплоизоляционного арболита 0,5-0,6 г/см3, конструктивно-теплоизоляционного 0,65-0,7 г/см3. Арболит получают отливкой в форму (опалубку).
Стеклодревесные панели применяются как перегородочный стеновой материал. Панель состоит из древесной рамки, обшитой с двух сторон древесноволокнистой плитой. Середина ее заполнена стеклодревесной массой (щепа и связующее — силикатная паста). Плотность заполнителя 0,35-0,45 г/см3.
Опилкобетон — это бетон для заливки в форму и опалубку. В его состав в качестве заполнителя кроме песка вводят опил: ки. Предназначен он для изготовления стен (по опалубке) для жилых одноэтажных домов, животноводческих ферм, гаражей, сараев, мастерских. Плотность его от 0,95 до 1,25 г/см3.
Деревобетон — то же, что опилкобетон; в качестве минерального заполнителя в нем применен вместо песка мелкозернистый гравий. Плотность его 0,95-1,2 г/см3.
Гипсоплиточный бетон — стеновые блоки размером 500х х400х250 мм, изготовленные из смеси гипса, опилок, стружки. Плотность его 0,65-0,85 г/см3.
Ксилолит — материал в виде раствора или готовых плит, применяемый для устройства полов. Состав его следующий: опилки — каустический магнезит — хлористый магний. Плиты прессуют при давлении от 1,5 до 7,5 МПа. Плотность их 1,0-1,1 г/см3.
Древесноопилочные плиты — материал для полос. Они представляют собой смесь опилок со смолой, прессуемую при давлении 2-2, 5 МПа. Плотность их О, 5-0, 8 г/см3.
Тырсолит — листовой материал толщиной 3-18 мм из смеси опилок и смол. Предназначен он для отделки внутренних стен. Применяют его и как утеплитель. Плотность тырсолита 0,9-1,0 г/см3.
Из стружечно-опилочной смеси со смолой путем прессования изготавливают различные строительные узлы (оконные коробки, оконные блоки, заполнения дверных полотен) и мебельные детали (ножки, коробки, сиденья). Без применения связующего и клеевых веществ из опилок или лигцина при горячем прессовании, под большим давлением (3-30 МПа) получают пъезотермопластики — плиточный материал, используемый, в частности, для настила полов. Из коры и сучьев с применением связующих или без них изготавливают королит — теплои звукоизоляционный материал.
Мелкие отходы могут быть переработаны в древесную муку, являющуюся наполнителем при производстве изделий из фенопластов, линолеума и другой продукции.
Химическая переработка
На предприятиях применяют несколько способов химической переработки древесных остатков.
Пиролиз
Методом пиролиза перерабатывают древесину лиственных пород. Сначала отходы измельчают и сушат. Затем подвергают нагреванию до 200-400 градусов без доступа кислорода. Испаряющиеся при сухой перегонке жидкости конденсируют, остаток прокаливают при температуре 5000C. В результате пиролиза получают спирт, уксусную кислоту, горючие газы, древесный уголь.
Газификация
Способом газификации твердые древесные отходы превращают в горючий газ. Мусор сжигают в умеренном количестве кислорода. Такой процесс происходит в твердотопливных газогенераторных котлах и двигателях внутреннего сгорания.
Газификационные установки работают по прямому либо обратному принципу. Прямая газификация происходит при поступлении кислорода снизу, из-под решетки. Газ при этом движется вверх. В обратном варианте кислород вдувается сверху, газ уходит вниз.
Гидролиз
Гидролиз – еще один химический метод переработки отходов древесины. Опилки с серной кислотой помещают в автоклав, где под действием пара сырье разлагается на целлюлозу , гемицеллюлозу и простые углеводы. Раствор сахаров подвергают брожению. После обработки прямых и побочных продуктов гидролиза из тонны опилок получают до 180 л этилового спирта, 40 кг кормовых дрожжей, 9 кг фурфурола, 800 г скипидара.
Кормовые дрожжи богаты белком и витаминами, не уступают по пищевой ценности мясо-костной муке. Фурфурол – антисептик и сырье для химической промышленности. Оставшуюся кислоту нейтрализуют известью.
Кусковые отходы
Кусковые отходы, обрезки – бросовая древесина, являющаяся продукцией столярно-мебельных производств.
Относительно длинные кусковые отходы подходят для производства серединных элементов столярных щитов, щитов из реек, пустотелых щитов, применяемых при возведении панельных зданий.
Некрупные используются производителями переклеенных щитов. Оставшиеся от процессов изготовления шпона, ДВП и ДСП применяются в производстве пустотелых пеллет.
Короткие идут на блоки для выстилки «чистых» полов. Как и горбыль, кусковые отходы пригодны для переработки в техническую щепу, идущую на производство целлюлозы, картона, на нужды аграриев, на сжигание.
Щепа – вторсырье, получаемое как при лесопильных, так и при деревообрабатывающих процессах. Используется при производстве ДВП, ДСП, тарного картона, целлюлозы, гидролизного спирта. В последнее время активно эксплуатируется ландшафтными дизайнерами для декоративного мульчирования приусадебных участков, аграрными хозяйствами – для мульчирования садово-огородных гряд и приствольных кругов плодоносящих и декоративных деревьев.
Стружку делят на два подвида: получаемую специально и образующуюся в процессе обработки древесины при выполнении столярно-плотницких и прочих задач. Второй тип пригоден для увеличения объемов специальной стружки, необходимой при производстве ДСП. Стружка требуется и производителям арболита – легкого бетона, нужного при создании теплоизоляционного слоя на зданиях.
Помимо этого, стружку используют аграрии, защищая грунт грядок с насаждениями от обветривания и пересыхания. Применяют ее и в тепличных комплексах для создания необходимых температурных условий. Используют этот вид бросовой древесины и на скотных дворах в качестве насыпной подстилочной массы. Во время оттепелей зимой коммунальные службы берут стружку в качестве абсорбирующего материала для избавления привокзальных, рыночных тротуаров от луж и жидкой грязи.
Опилки появляются в результате большинства лесопильных и деревообрабатывающих процессов. Используются при формовке ДОП-плит, необходимых для изготовки полов, декоративной отделки стен.
Требуются опилки для формирования гипсоопилочных бетонных смесей, арболитных составов, деревобетона, пилкобетона, термиза.
Отличные абсорбирующие качества делают опилки хорошим подстилочным материалом для ферм, где содержат скот или птицу. Используют аграрии опилки как утеплитель и в садово-огородных работах, стремясь защитить грунт под насаждениями от пересыхания и обветривания в жару, засилья сорняков, не имеющих возможности прорастать сквозь слой опилок. Применяют их также в ландшафтном дизайне – при необходимости увеличить декоративную привлекательность отдельных участков.
Измельченные особенным образом опилки используют при производстве древесной муки, пластика, напольных покрытий (линолеума), взрывчатых веществ, глиняных и керамических изделий.
Большую часть древесных отходов допустимо эксплуатировать для производства древесного угля, получаемого за счет пиролиза без доступа кислорода. Сырье из твердолиственных пород идет на изготовление угля марки А, мягко- и твердолиственных – марки Б, мягко-, твердолиственных и хвойных – марки В.
Любые остатки древесины годятся для производства топливных брикетов из опилок.
Переработка отходов древесины как бизнес
При довольно высоких первоначальных вложениях (аренда и ремонт помещения, покупка производственной линии) затраты быстро окупаются. При наличии поблизости деревообрабатывающих производств сырье достанется бесплатно, потребуются лтолько расходы на его перевозку. В 2021 году конкуренция в этой отрасли еще низкая.
Опилки и обрезки гниют в отвалах пилорам, а готовую продукцию несложно сбыть с высокой прибылью. Ближе к дате принятия закона об утилизации древесных отходов большинство предприятий определится, как поступать с мусором, и найти поставщиков дешевого или бесплатного сырья будет сложнее.
Что можно сделать из отходов древесины?
В быту, промышленности и сельском хозяйстве применяется огромный спектр продукции из древесины. Значительная часть товаров не потеряет в качестве, если производить ее не из первичной древесины, а из отходов деревообработки.
Строительные материалы из отходов деревопереработки
Щепа, стружка, опилки, мелкодисперсные частицы применяют для производства строительных плит с разными показателями прочности и водостойкости.
- Из тонких стружек изготавливают ДСП – древесно-стружечные плиты. Их отличает прочность, простота обработки и низкая цена. С декоративным ламинированным покрытием получается ЛДСП – главныйматериал для производства корпусной мебели.
- Тонкая широкая щепа идет на производство ОСП – ориентированно-стружечной плиты. Щепу укладывают в несколько взаимно-перпендикулярных слоев и проклеивают, благодаря чему достигается высокая прочность на изгиб. ОСП отличается долговечностью и относительно высокой влагостойкостью, применяется как для черновых, так и для чистовых строительных работ.
- Мелкие опилки после переработки превращаются в ДВП – древесно-волокнистую плиту. ДВП применяют в строительстве и мебельном производстве.
- Самые мелкие щепки прессуют в МДФ, которую применяют для производства мебельных щитов, стеновых панелей, корпусов акустических систем.
Плиты, спрессованные из измельченной древесины, и изделия из них, встречаются в каждом жилище. Из древесных отходов делают опилкобетон и арболитовые блоки. В частных домах опилками для утепления устилают полы чердаков и подвалов.
Производство древесного угля
Методом пиролиза производят топливо с высоким коэффициентом теплоотдачи – древесный уголь. По калорийности он приближен к каменному углю. Древесный уголь применяют в бытовых и промышленных котлах, медицине, металлургии, в садоводстве и фильтрах для воды. При горении он выделяет мало дыма и пара. Горит древесный уголь при температуре свыше 11000C.
Хвойный экстракт
При варке сосновой и кедровой коры, древесной зелени на дне емкости образуется осадок, который называют кубовым остатком. Его перерабатывают на хвойный концентрат. Полученный продукт богат биологически активными веществами, что делает его ценной пищевой добавкой в животноводстве. Ванны с хвойным экстрактом снимают усталость, повышают иммунитет. Пасечники применяют хвойный концентрат для лечения пчел.
Кормовая мука
После вываривания экстракта из хвои и коры остается 90% сырья. Его сушат и перемалывают в муку. Добавленная в корм в нужной пропорции, кормовая мука улучшает пищеварение животных. Еще древесная мука – отличный субстрат для грибов, грунт для рассады.
Удобрения
Сфера применения опилок в сельском хозяйстве довольно широка. Щепками отсыпают садовые дорожки, мелкие стружки хороши для мульчирования. После перекопки или вспахивания почвы с мульчей опилки облегчают структуру грунта. Перегнивая, они улучшают плодородие почвы.
Для получения качественного удобрения опилки засыпают в компостные траншеи или ящики вперемешку с землей или птичьим пометом. Содержащийся в добавках азот стимулирует активность бактерий, которые расщепляют древесную целлюлозу на питательные вещества. Вместо опилок для перегноя или мульчи можно взять измельченную кору. Получившийся компост повышает качество сильноминерализованных и суглинистых почв.
Производство древесного угля
Пожалуй, лучшим способом утилизации древесных отходов является изготовление древесного угля. В результате пиролиза (сгорания в атмосфере без кислорода) можно создать топливо с достаточно высоким коэффициентом теплоотдачи. В первую очередь уголь используют в бытовых и промышленных котлах, но этим сфера его применения не ограничивается. Уголь применяют в медицине и в металлургической промышленности.
Выделяют три класса древесного угля.
А – изготавливается из веток и твердых отходов лиственных деревьев.
В – создается путем смешивания твердых и мягких отходов.
С – смесь твердых, мягких и хвойных пород.
Подготовленные отходы загружают в печи, в которых при температуре около 450 градусов происходит процесс пиролиза. В результате обработки древесина разделяется на три фракции: газ, жидкость и твердый остаток – древесный уголь.
Особенностью процесса пиролиза является тот факт, что каждая полученная фракция проходит дополнительную обработку и используется для тех или иных целей. Твердый уголь стабилизируется, охлаждается и расфасовывается в мешки и пакеты. Жидкий остаток сливают, он проходит несколько степеней переработки, благодаря чему получают метиловый спирт, альдегиды, уксусную кислоту. Не пропадает и газ, выделенный в процессе пиролиза. Химически это смесь различных горючих газов, в основном метана, в которой присутствуют примеси окисла углерода. Газ очищают и используют повторно для разогрева следующей порции отходов или для отопления помещений.
