Современные способы переработки древесины: Технология переработки древесины и ее отходов

Переработка древесины: стадии, виды продукции, оборудование

Переработка древесины как бизнес – достаточно выгодная сфера предпринимательской деятельности. Древесина – это прекрасный материал, отличающийся многими положительными качествами, используемый в самых разных сферах строительной и легкой промышленности.

Утилизация

В настоящее время единственный рациональный способ утилизации заключается в сжигании, соответственно в получении энергии. Проводится данная процедура в специальных котлах или ТЭЦ. Последнее устройство помогает существенно снизить денежные расходы на электроэнергию в небольших и средних предприятиях.

Однако, в качестве топлива для вышеописанных конструкций лучше использовать мусор вроде веток и опилок. Это позволит существенно сэкономить на покупке топлива (нет необходимости приобретать брикеты, можно просто закупить отходы древесного происхождения) и сберечь окружающую среду.

Древесный уголь

По мнению специалистов, получение древесного угля – самый эффективный способ утилизации.

Несмотря на то что метод непосредственно связан со сжиганием, он в значительной мере обособлен. Для получения древесного угля используется процесс, получивший название «пиролиз» – разложение сырья в устройстве без доступа кислорода.

Существует три класса угля:

• Класс А. Подобная группа получается в результате обработки веток и прочих отходов твердолиственной древесины.
• Класс В. Получается при смешивании твердых и мягких отходов.
• Класс С. Смесь твердых, мягких и хвойных пород.

Среди всех групп лишь первая активно применяется в промышленности: при изготовлении активного угля, кремния, также продукт используется как восстановитель на металлургических заводах.

Этапы обработки

Обрабатывать дерево можно различными способами, в зависимости от того, какой продукт должен получиться на выходе. Желаемый продукт можно получить при различных видах переработки древесины:

• химическая переработка древесины
• механическая переработка
• глубокая переработка древесины
• комплексная переработка древесины

Химическая обработка вкупе с механической позволит получить фанеру, древесностружечные плиты или фибролит.

Используя термическую обработку, можно получить различные смолы, уголь, уксусную кислоту. Рассмотрим подробно обработку, она позволяет получить бумагу, картон, целлюлозу или ДСП из веток и опилок.

Процесс предполагает следующие стадии:

1. Дерево разделяют на куски, вроде веток, ствола и зелени. Затем сортируют по породам, подвергают гидротермической обработке, проводят утилизацию сгнивших участков и посторонних элементов.
2. После первичной обработки древесные отходы измельчают. Производится полная переработка древесины в щепу при помощи рубильной машины. Для получения щепы, которая в дальнейшем будет использована для изготовления древесно-волокнистых плит или бумаги, используют дисковые машины. Обработка при использовании барабанной рубильной машины годится лишь для использования гидролизного производства.
3. Следующим этапом процесса будет транспортировка щепы для дальнейшей обработки при помощи скребковых или ленточных транспортеров.

После первичной обработки веток и прочих древесных отходов со стружкой можно работать дальше, ее спрессовать в брикеты или другие деревянные полуфабрикаты.

Химический способ

Переработка деревянных отходов посредством лесохимической технологии дает возможность получить продукты, которые применяются практических во всех сферах человеческой деятельности, вроде скипидара, канифоля, уксусной кислоты и других товаров.

Основой химического метода является реакция гидролиза, после которой образуются моносахариды. Далее эти вещества перерабатываются биохимическим способом, в результате чего образуются такие продукты, как глюкоза или этиловый спирт. 

Но химическая обработка больше нацелена на получение добычи фурфурола, который является основой при изготовлении лекарств, пластмассы и многих полезных изделий.

Для проведения подобной процедуры подходит далеко не каждый тип древесных отходов. Чаще используют вторичное сырье из березы, осины и ясеня.  Существует и химическая утилизация, которая отличается экологической чистотой, однако минус подобной утилизации — это ее экономическая нерациональность, она требует больших вложений и внимательной работы с химикатами.

Механический способ

Основная суть способа – изменение размера и объема элементов. Механические методы подразумевают проведение операций строгания, разрезания и фрезерования. Из исходного древесного сырья сначала создают щепу, а уже потом перерабатывают ее в ДСП материал.

Механическая переработка по сравнению с химической, более экономична в плане денежных ресурсов и времени. Однако существует нюанс, оборудование для переработки древесины не универсально, для каждого типа сырья применяются совершенно разные станки.

Стоит выделить и брикеты, которые создаются путем механической обработки. Брикеты представляют собой одну из множества форм подготовки древесного мусора для использования его в качестве топлива. Брикеты – отличный бизнес, который требует небольших инвестиций и имеет небольшой срок окупаемости. Поэтому утилизация, как способ избавления от древесных отходов нерационален.

Стандарты качества

В зависимости от того, что будет конечным продуктом вследствие такого процесса, как глубокая переработка, существуют определенные стандарты, которым должна соответствовать щепа. Для всех областей обязательно исключить наличие различных примесей, вроде: гнили, песка, земли или частиц металла.

Далее в отношении сырья для такой цели, как глубокая переработка дерева все несколько отличается:

• Для производства бумаги или картона берется щепа в которой вообще не содержится коры.
• Для изготовления древесно-волокнистых плит возможна утилизация отходов с содержанием коры до 15 %.
• ДВП высшего качества получится только из щепы в которой содержится не более 3 % коры.

Соблюдение данных стандартов обеспечивает качество выпускаемой продукции.

Существует понятие «тонкомер» — это сырье невысокого качества. Диаметр в верхнем отрубе тонкомера хвойных пород 2—6 см, лиственных 2—8 см, длина 1—3 м. С течением времени этот материал находит все большее применение, несмотря на его невысокое качество. Переработка тонкомерной древесины имеет место, так как переработанное сырье используют в строительстве, сельском хозяйстве и горной промышленности.

Выгодный бизнес

Если рассматривать переработку отходов древесины как бизнес, то можно выделить несколько несомненных плюсов предпринимательства в этой области.

• Во — первых, это актуально, ведь эффективное использование отходов из древесины сегодня не применяется повсеместно. Множество вполне пригодного для переработки сырья остается перегнивать.
• Во — вторых, быстрая окупаемость, хотя начальные затраты могут показаться довольно внушительными, в основном из — за необходимости закупать специфическое оборудование. При должной производительности и налаженных каналах сбыта все затраты могут окупиться уже в первый год.

Таким образом, можно сделать вывод что, правильная переработка древесины и веток – дело достаточно прибыльное, разумеется при грамотной организации производства.

Переработка древесины, утилизация древесных отходов и наиболее рациональное их применение

Дерево было и остается одним из наиболее востребованных материалов, используемых человеком.

Трудно найти сферу деятельности, где не было бы места изделиям из него. В ходе деревообработки непременно образуются отходы, которые необходимо переработать или утилизировать.

Профессиональная переработка отходов древесины – прибыльный бизнес, который позволяет позаботиться об экологии и неплохо на этом заработать.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

Виды отходов древесины

Современные технологии позволяют по максимуму использовать древесину, тем не менее без отходов обойтись просто невозможно.

Они появляются на каждом этапе работы, начиная с вырубки леса и его разделки и заканчивая завершающей стадией обработки готового изделия. Основные отходы деревопереработки:

• листья или хвоя;
• кора дерева;
• пни с корневищем;
• опилки разных фракций;
• щепа и стружка.

Листву и мелкие ветви, оставшиеся после валки леса, часто оставляют гнить на земле, что является далеко не лучшим решением. Гниющая древесина – рассадник вредителей леса. В некоторых случаях подобные отходы сжигают, но это неэффективный способ утилизации. Горящая неочищенная древесина загрязняет атмосферу, а в случае жаркой ветреной погоды небольшой костер может стать причиной полномасштабного лесного пожара.

Гораздо более рациональным видится переработка отходов, в процессе которой из отбраковки можно получить ряд полезных материалов. Перечень того, что можно изготовить из остатков древесины, обширен, это различные виды топлива, плиты, химические вещества и, конечно же, обычная бумага.

Химическая переработка

Воздействуя на отходы древесины различными химическими соединениями, можно выделить вещества, входящие в его состав, и получить массу ценных промышленных материалов. Собственно, в этом и заключается химическая переработка древесины. Используя данный метод, можно изготовить различную продукцию, на этом базируется ряд технологических процессов:

• целлюлозно-бумажная промышленность;
• гидролиз древесины;
• перегонка методом пиролиза;
• производство канифоли и скипидара.

Химической переработкой древесины занимаются специализированные комбинаты, использующие сложное оборудование и технологии. Результатом же переработки является ряд самых различных материалов, начиная с бумаги и картона и заканчивая уксусной кислотой и сложными белковыми соединениями.

Особо стоит отметить производство бумаги. Целлюлоза – важнейшее, что может дать дерево человечеству. Бумага используется везде: это тетрадки для школьников, книги для любителей чтения, кроме всего прочего, бумага – самый надежный носитель информации. Использование в процессе производства этого полезного во всех отношениях продукта отходов древесины позволяет существенно экономить и рационально использовать лес.

Механические способы переработки

Гораздо более простой, но не менее полезной является механическая переработка. Метод заключается в том, что отходы измельчают, используя специальное оборудование. Переработку древесины в щепу считают самым простым и полезным способом превратить обрезки дерева в новый строительный материал, подготовить для транспортировки или последующей химической обработки.

Измельчение древесины не требует сложных технологий и может быть реализовано на даче или на приусадебном участке. В зависимости от объема работы это может быть утилизация обрезков, оставшихся от расчистки сада, или прибыльный бизнес. В любом случае до начала работы надо обзавестись измельчителем.

Существуют различные устройства для измельчения древесины. Они имеют свои конструктивные особенности, отличаются мощностью, производительностью, допустимыми параметрами отходов. Можно купить устройство с желаемыми характеристиками или сделать своими руками.

Виды измельчителей

Задача данного типа устройств – измельчение веток, горбыля, обрезков, древесины с серьезными дефектами для получения щепы заданного размера. Существуют устройства с горизонтальной и наклонной загрузкой. Исходя из конструктивных особенностей, можно выделить барабанные устройства, ножевые, дисковые, роторные.

Большинство моделей предназначено для стационарного использования, некоторые же (мобильные) могут использоваться непосредственно на участке вырубки леса.

Молотковые дробилки

Рабочий инструмент дробилки – несколько молотков, подвижно закрепленных на вращающемся диске. Дробилка измельчает путем нанесения серии ударов по материалу, подлежащему переработке. Благодаря энергии вращения тяжелых молотков удается разбивать не только отходы пилорамы, но и цельные стволы. Некоторые модели могут измельчить бревно толщиной до полуметра и более.

Использование молотковой дробилки в домашнем хозяйстве является оправданным благодаря таким достоинствам, как универсальность, неприхотливость и простота обслуживания, высокая мощность, полное отсутствие отходов.

Стоит также отметить высокое качество получаемой на выходе щепы, она может использоваться в любых технологических процессах без дополнительной обработки.

Ножевые дробилки (шредеры)

Шредер измельчает дерево вращающимися ножами, что позволяет получить на выходе щепу с точно заданными геометрическими параметрами. Данное устройство может работать не только с чистой древесиной, но и измельчать отходы строительства, в том числе изобилующие металлическими крепежными элементами. Различают вертикальный и горизонтальный тип шредера.

Шредер для того или иного производства выбирают исходя из перечня выполняемых им работ, объема отходов, которые необходимо переработать.

Изготовление топливных брикетов

Дерево хорошо горит, потому многие используют отходы древесины для изготовления топливных элементов. Отличные результаты дает брикетирование – прессовка опилок, щепы, веток в брикеты стандартного размера. Такое горючее идеально подходит для бытовых и промышленных твердотопливных котлов с автоматизированной подачей топлива.

Конечно, изготовить брикет с помощью одного только пресса в принципе невозможно. Брикет попросту развалится. Для соединения щепы в единое целое используют смолы или вяжущие компоненты из нефтепродуктов. Стоит также отметить, что зола, полученная в результате сгорания подобного топлива, сама по себе является продуктом переработки древесины. Это отличное удобрение.

Помимо брикетов, как правило, имеющих форму правильного параллелепипеда, многие модели котлов используют топливо мелкой фракции – гранулы. Они изготавливаются подобным способом. Основное достоинство гранул – регулируя подачу в топку, можно точно контролировать температуру котла.

Строительные материалы из отходов деревопереработки

Во все времена дерево рассматривалось как строительный материал, потому и неудивительно, что щепу и опилки используют для создания плит с разными характеристиками прочности. На современной стройке трудно обойтись без ОСП – ориентированно-стружечных плит. Они являют собой многослойный материал из клееной щепы. Характеризуются высокой прочностью и долговечностью. Для их изготовления используется крупная тонкая щепа, каждый слой которой укладывают перпендикулярно предыдущему.

Мелкие опилки используют для изготовления ДВП – древесно-волокнистой плиты. Подобное изделие незаменимо не только в строительстве, но и в мебельном производстве. Для тех же целей применяют ДСП – древесно-стружечную плиту. Она характеризуется высокой прочностью и простотой обработки.

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.

Переработка отходов древесины как бизнес

Деревообработка была и остается одной из наиболее востребованных отраслей хозяйственной деятельности человека. Большие объемы лесозаготовки гарантируют большое количество отходов, что позволяет взглянуть на глубокую переработку древесины не просто как на фактор заботы об окружающей среде, а как на хороший бизнес.

Переработка отходов – прибыльное и полезное дело. Этот бизнес актуален, как никакой другой, отличается низким уровнем конкуренции, гарантирует легкий поиск каналов сбыта.

Осилить переработку отходов сможет не только крупное производственное предприятие, это под силу и мелкому бизнесу. Доступность материала, широкий выбор направлений, простота сбыта готовой продукции – все это делает переработку древесины привлекательным делом. Все зависит от возможностей и желания. Можно производить топливные брикеты, уголь или плиты на древесной основе, а можно начать с малого – с простого измельчения отходов. Это не потребует больших капиталовложений, на подобную продукцию всегда найдется покупатель.

Современные способы обработки древесины

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

Дерево очень теплый и надежный материал для сторительства, но для того, чтобы деревянный дом прослужил долго и не потерял свой внешний вид, за дрревесиной необходимо ухаживать. В этой статье мыс расскажем, какие технологии обработки древесины используются в строительстве.

Подготовка поверхности.

Перед отделкой поверхность древесины должна быть гладкой, чистой и неповрежденной. Краска может скрыть небольшие недостатки, но прозрачное покрытие только подчеркнет все дефекты, включая тонкие царапины поперек волокон. Подготовка поверхности является первым этапом отделки древесины.

Заполнение отверстий и трещин.

При выборе древесины следует избегать низкокачественного материала с трещинами, дырками, омертвевшими сучками, но даже если выбор был произведен очень тщательно, трещины могут открыться позднее и их необходимо обработать до отделочных работ.

Шпатлевка.

Готовая шпатлевка представляет собой относительно густую пасту для заполнения небольших углублений и трещин перед тем, как обрабатывать изделие отделочным составом. Хотя шпатлевка выпускается различных цветов, близких к наиболее распространенным породам, самое большее, что можно получить, — это близкое сходство цвета, а сходство никогда не бывает точной копией. Тем не менее, можно менять цвет шпатлевки, капнув протравы для древесины — морилки — но, поскольку шпатлевка может быть как на водной, так и на масляной основе, убедитесь, что шпатлевка и морилка совместимы.

Целлюлозная шпатлевка.

Если планируется покрытие поверхности изделия непрозрачной краской, можно закрыть дефекты обычной целлюлозной шпатлевкой для отделки помещений, смешанной со шпатлёвочной пастой и водой.

Шеллаковые палочки.

Палочки из затвердевшего шеллака идеальны для заделки трещин и небольших сучков перед отделкой. Они выпускаются нескольких цветов, имитирующих распространенные породы дерева. Расплавленные палочки помещаются в отверстие, а после затвердевания поверхность шлифуется.

Восковые палочки.

Экономичные и широко распространённые палочки из воска, смешанного со смолами и красителями, используются для того, чтобы закрыть небольшие отверстия от личинок древоточца и тонкие трещины в древесине.

Помимо трещин и мелких отверстий, существуют и другие виды неровностей, мешающих равномерному и качественному нанесению декора — лаков, красок, плёнок и других видов покрытий.

Лаки и Краски.

Мы специально объединили лаки и краски в один материал. Во-первых, изготовители редко делают различие между лаками на натуральной или искусственной основе, с отвердителем или растворителем. Во-вторых, все лакокрасочные покрытия наносятся похожими способами — либо кистью, либо краскораспылителем. Более того, определенные краски фактически являются прозрачными лаками, с примесью красящих добавок.

Нитроцеллюлозный лак.

Вот уже многие десятилетия этот лак является распространенным отделочным покрытием для промышленного применения, в основном по причине того, что он высыхает исключительно быстро. Существуют специальные его разновидности для нанесения кистью, но обычно его следует наносить с помощью распыления. Лак застывает по мере испарения растворителя, и высохший слой частично растворяется при нанесении следующего слоя лака, в результате этого процесса образуется единый слой лакового покрытия. Нитроцеллюлозный лак практически бесцветен и вряд ли заметно изменит цвет обрабатываемой древесины. Образует твердое отделочное покрытие, устойчивое к нагреванию и влаге.

Рекомендуется для декоративной отделки древесных материалов в помещениях с повышенной влажностью — ванные комнаты, кухни, балконы и лоджии.

Лаки холодного отверждения.

Эти лаки затвердевают в результате химической реакции — лак не высохнет без отвердителя. В готовом к употреблению лаке он предварительно смешан с отвердителем при изготовлении, но застывание произойдет только при контакте материала с воздухом. Другие виды таких лаков поставляются в виде двух отдельных компонентов, которые следует смешивать самому перед нанесением отделки на изделие. Лаки холодного отверждения очень прозрачны; они также исключительно стойки к истиранию и загрязнению. Есть глянцевые и матовые типы, можно приобрести непрозрачные черные и белые лаки, так же как и более известные прозрачные разновидности. Окрашенные и прозрачные лаки холодного отверждения можно разводить для распыления краскопультом.

Рекомендуются для окраски стеновых панелей и напольных покрытий. Допускают влажную уборку помещений.

Лаки на основе растворителей.

При изготовлении современных лаков на основе растворителей (битумных лаков) используются синтетические смолы, такие, как полиуретан. Они теплостойки, водонепроницаемы и исключительно износостойки. Лаки для наружного применения хорошо переносят неблагоприятные погодные условия и предохраняют древесину от выцветания под воздействием ультрафиолетовых лучей. Корабельные лаки, выдерживающие воздействие даже соленой воды, особенно хорошо подходят для морского или влажного климата и условий загрязненной окружающей среды в городе.

Рекомендуются для окраски древесных материалов, предназначенных для использования вне помещений и в неблагоприятных условиях.

Существуют лаки на масляной основе, которые образуют матовую, полуглянцевую и глянцевую поверхность, есть окрашенные разновидности, для изменения цвета древесины. Поскольку цветной лак не проникает в древесину, как морилка, то возможно определенное обесцвечивание изделия в местах повышенного износа.

Лаки на водной основе, состоящие из акриловых смол, растворенных в воде, имеют молочно-белый цвет при их наложении, но после высыхания становятся прозрачными.

Акриловые лаки нетоксичны, не горючи, практически без запаха и сохнут настолько быстро, что можно закончить основную часть работы с ними за один день.

Это основные виды лаков, используемых для декорирования древесины, а теперь, небольшой экскурс в многообразие окрасочных составов.

Краски для дерева составляют из твердых красителей и синтетических смол, таких, как акрил, винил, карбамид или полиуретан, в растворе с маслом и органическим растворителем. Соответствующие добавки меняют свойства краски и придают им глянцевый, полуглянцевый или матовый вид, способность к ускоренному застыванию и прочие полезные свойства.

Большинство красок на основе растворителей жидкие, но можно также приобрести желированные тиксотропные (то есть не текучие) краски в банках, которые приходят в жидкое состояние только при нанесении кистью на поверхность изделия.

Краски со специализированными свойствами используются в определенной после-довательности, чтобы образовать износостойкое защитное покрытие.

1. Сначала наносится грунтовка, чтобы изолировать открытую древесину и предотвратить впитывание последующих слоев.

2. Затем следуют один-два слоя сильно пигментированной краски, чтобы закрыть грунтовку и создать базовый слой краски.

3. Последний верхний слой обеспечивает чистую поверхность нужного цвета и текстуры.

Специальные однослойные краски на основе растворителей, которые не требуют нанесения предварительных базовых слоев, особенно удобны, когда необходимо закрасить старую краску.

Акриловые краски на водной основе экономят время, так как быстро сохнут, но они могут давать некачественное покрытие, если наносят их во влажных условиях, например в сырую погоду. Краски на основе растворителя и акриловые краски можно наносить кистью. Все краски, кроме тиксотропных можно распылять.

Обработка маслом и воском

Масло и воск относятся к отделочным материалам, которые наиболее просты в применении.

В отличие от лаков, масло проникает внутрь древесины без образования пленки, на которой и остаются следы от кисти и другие дефекты покрытия, а если применяется быстросохнущий сорт, практически не образуется литой поверхности, на которой оседала бы пыль. Кто-то решит, что времена, когда воском натирались полы бальных зал ушли в прошлое — возможно, вы и правы, тем не менее, и сегодня, в нашем современном мире восковые покрытия используют гораздо чаще, чем, кажется.

Воск используется в качестве отделки как самостоятельно, так и в виде отделочного слоя поверх лаков. Так многие современные декораторы, рекомендуют использовать восковое покрытие на дубовой мебели и отделочных материалах из дуба (настенных панелях, эксклюзивном дубовом паркете) — декораторский приём так и называется «дуб под старину». Подобное покрытие даёт устойчивую к воздействию влаги плёнку, выравнивает поверхность (реставраторские приёмы включат в себя обработку поверхности воском), подчёркивает естественный цвет древесины и дарит ей совершенно уникальный блеск.

Отделочные масла для древесины.

Масло традиционно используется для обработки маслянистых пород, таких, как тик и афрормозия, которые плохо реагируют на большинство отделочных материалов. Оно также подходит и для других твердых сортов — дуба, берёзы — и даже для хвойных пород, которым масло придает густой янтарный оттенок.

Водоотталкивающие свойства масел особенно выгодны для наружных работ. Кроме того, последующие слои нанесённых масел поддерживают и сохраняют древесину, подверженную воздействию прямого солнечного света.

Льняное масло.

Сырое льняное масло можно использовать только для небольших изделий. Оно может сохнуть до 3 суток, в течение которых на поверхности будет осаждаться пыль. Вареное льняное масло — олифа — значительно лучше, так как сохнет за 24 часа.

Тунговое масло.

Чистое тунговое масло, известное также под названием «китайское древесное масло», является самым стойким из масел. Оно отталкивает воду и обладает хорошей сопротивляемостью к нагреванию и спиртам. Сохнет в течение 24 часов, а осторожная шлифовка каждого слоя очень тонкой кремниевой шкуркой дает отличную отделку поверхности. Всего следует накладывать 5-6 слоев.

Датское и тиковое масло.

Различные растительные масла обычно используются в качестве основы целого ряда промышленно изготавливаемых масел, известных под названиями датского или тикового масла. В состав этих масел включены сиккативы (катализаторы, ускоряющие высыхание лакокрасочных материалов на масляной основе), сокращающие время просушки слоя до 6 часов. Нагревание, спирт и вода могут временно оставлять на поверхности белые пятна, но они быстро исчезают.

Восковые полировальные составы.

Раньше деревообработчики готовили восковые полироли, растворяя в скипидаре или терпентине (живице) пчелиный и твердый карнубский воск. Это сырье можно найти и сейчас, но в настоящее время на рынке представлено такое множество прекрасных готовых составов, что большинство мастеров (мебельщиков, паркетчиков, резчиков и пр.) не считают необходимым готовить такие смеси самостоятельно. Восковая полировка дает приятную желтую отделку, которая со временем как будто улучшается. Она имеет разные цвета, от практически прозрачной для светлых сортов древесины до глубокого коричневого цвета полировок «под старину», которые создают впечатление старого дерева и скрывают царапины на полированной поверхности.

Полировальные жидкости или кремы достаточно текучи, и их можно наносить на древесину кистью. Для создания защитного покрытия требуется два-три слоя.

Полировальная паста, немного более густая по консистенции, идеально подходит для нанесения тампоном из очень тонкой проволочной губки или ветоши без жестких волокон. После застывания ее можно отполировать мягкой тканью.

Современные направления переработки лесных ресурсов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ

УДК 674.816.2

Р. Г. Сафин, Д. Ф. Зиатдинова, А. В. Сафина, Т. О. Степанова, А. А. Крайнов

СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ

Ключевые слова: природа, дерево, биомасса, древесные отходы, пиломатериалы, древесная смола, кормовые добавки, экстрактивные вещества, технологическая щепа, шпон, целлюлоза, опилки, древесноволокнистая плита, стружка, газогенерация, пиролиз, древесный уголь.

В данной статье рассмотрены основные направления переработки лесных ресурсов, а также образующихся древесных отходов. Наиболее перспективным направлением является термохимическая переработка образующихся отходов в газообразное и жидкое топливо и сверхкритическая флюидная экстракция.

Keywords: nature, tree, biomass, wood waste, timber, wood pitch, feed additives, extractive substances, technological spill, interline interval, cellulose, sawdust, fiber board, shaving, gas generation, pyrolysis, charcoal.

In this article the main directions of processing of forest resources, and processings of the formed wood waste are considered. The most perspective direction is thermochemical processing of the formed waste in gaseous, liquid fuel and supercritical fluid extraction.

Введение

Древесина — это композиционный материал, состоящий из большого количества компонентов. Чтобы правильно использовать древесину и древесные материалы, необходимо развивать новые технологии и аппаратурное оформление по переработке древесины в востребованные для человечества продукты. На кафедре переработки древесных материалов Казанского национального исследовательского технологического университета, в соответствии с химическим составом, строением и свойствами древесины разрабатываются различные методы и аппаратурные оформления для ее переработки.

Экспериментальная часть

В дереве можно выделить крону, ствол, комлевую часть с корневой системой. Каждая из этих частей выполняет свои определенные функции и имеет различное промышленное применение (см. рис.1). Ствольную часть перерабатывают в пиломатериалы, шпон, технологическую щепу. Пиломатериал включает в себя оцилиндрованные бревна, брус, доски. Из последних производят клееный брус, клееные доски для изготовления, соответственно, балок, лестниц, мебели [15, 25, 26]. Шпон различают строганый и лущеный. Лущеный шпон производят на предприятиях производящих фанеру (ЗФЗ, ПФМК). Строганый шпон используется как облицовочный материал в мебельном производстве для декоративных панелей, дверных полотен, мебельных щитов, а также для производства клееного бруса, OSB (ори-ентировонно-стружечная плита). Первой стадией при производства спичек также является производство шпона [1, 6, 24].

Комлевую часть хвойных пород древесины перерабатывают в технологическую щепу — осмол для экстрагирования из нее древесной смолы, из которой производят, затем канифоль, скипидар.

Рис. 1 — Направления переработки древесных материалов

Крона используется для производства кормовых добавок и извлечения из нее экстрактивных веществ, из которых впоследствии производят: лекарственные препараты, биологически активные добавки, эфирные масла (в частности для ароматерапии).

В настоящее время активно используется стволовая часть, в меньшей степени крона и комлевая часть, практически не используется корневая система.

Широкий спектр применения имеет технологическая щепа (рис.2).

Технологическая щепа (дробленка) является сырьем для производства целлюлозы, древесностружечных и древесноволокнистых масс, используется для получения стружки и опилок [9, 13].

Целлюлоза используется в производстве бумаги, искусственных волокон (АЦ), пленок, пластмасс, лакокрасочных материалов, бездымного пороха (НЦ), твердого ракетного топлива.

Древесноволокнистая масса используется в целлюлозно-бумажных предприятиях для производства древесноволокнистых плит (г. Волжск), МДФ (мягкая древесноволокнистая плита) (ОЭЗ «Алабуга» -«Кастамоне»). Древесноволокнистая плита находит

широкое применение в мебельной промышленности, производстве строительных материалов. Как правило, из ДВП изготавливают стенки шкафов и комодов, днища выдвижных ящиков и тумбочек.

Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К А Я Щ Е П А

Целлюлоза

НЦ

АЦ

Древесноволокнистая плита

ДВП

МДФ

ДсТП

Арболит

Древесная мука

ДКМ

Для очистки сточных

Рис. 2 — Направления переработки щепы

(см. рис.3). Многие из вышеперечисленных технологий производят вторичные отходы, в состав которых входят различные химические компоненты, не позволяющие их дальнейшее использование без специальной обработки. К этим химическим компонентам относятся смолы и клеи, пленочные покрытия, минеральные компоненты, используемые в плитном производстве и т.д. Такие отходы целесообразно подвергать термической переработке для получения различного топлива: твердого, газообразного, жидкого. С целью получения древесного угля, используемого в качестве твердого топлива, адсорбента целесообразно использовать отходы лесозаготовительного производства и подвергать их процессу пиролиза [2, 11, 18, 21, 24].

Для получения биотоплива используется процесс быстрого пиролиза.

Плита МДФ применяется для производства мебели, стеновых панелей, отделки, декоративных панелей, элементов отделки интерьера, мебельных плит, строительных столярных деталей и др.

Одним из основных потребителей стружки и опилок является плитное производство. Древесностружечные плиты (ДСтП) производят из специальной стружки путем горячего прессования с добавлением связующих веществ. Развивается производство таких строительных материалов из измельченной древесины, как песчано-опилочный бетон, цементно-стружечные плиты, арболит, ксилолит, стеклодроб-леный строительный материал и др.

Опилки используются для производства древесной муки, древесно-композиционных материалов, в гидролизном производстве. Общий объем используемой щепы не превышает 30 %.

Во всех рассмотренных технологиях переработки древесины возникают огромные объемы древесных отходов [5, 7, 8, 10, 19, 22].

В России к числу наиболее актуальных проблем относится утилизации древесных отходов. На сегодняшний день при существующих методах переработки теряется почти половина биомассы дерева, из-за низкого уровня технологических процессов деревообработки. Большая часть древесных отходов вывозится на свалки, либо бесконтрольно сжигается. Ежегодно в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности образуется около 60 млн. м3 древесных отходов, почти три четверти которого приходится на долю лесопиления, из них 60 % составляют крупные или кусковые отходы (вырезки, горбыли, рейки и т. д.) и 40 % мелкие или мягкие отходы (опилки, стружка и т.д.). Древесные отходы можно использовать после механической обработки или химической переработки, а также непосредственно без каких-либо обработок. Они становятся основой для производства эффективных заменителей деловой древесины, экономически выгодных материалов и изделий. Постоянно расширяется ассортимент и объем производства строительных материалов из отходов.

Древесные отходы, в виде технологической щепы, стружки, опилок являются сырьем для производства многих ранее рассмотренных продуктов

I Коралит М’ Г/Т

| Арболит | /

Газогенерация

ЕГТХ

Д Р Е В Е С Н Ы Е О Т Х О Д Ы

=з=г

Пиролиз I

Технологическая щепа

Дрова

К

ДВС

Газообразное топливо

Бионефть

Древесный уголь

Жидкое топливо

Сырье, компоненты для хим. превращений

Экстрактивные вещества

Гидролиз

Дрожжи

Гидролизный спирт

Синтетический каучук

Растворители

Жидкое биодизель, биоэтанол

Рис. 3 — Направления переработки отходов

древесных

При переработке древесных отходов содержащих химические компоненты, например отходы фанерного производства ДВП, ДсТП, МДФ наиболее перспективно использовать процессы высокотемпературной газификации, в результате которой химические компоненты будут разложены и будет получен высококалорийный генераторный газ пригодный для использования в ДВС, электрогенераторах и т. д [3, 4, 12, 14, 17, 20].

Очень перспективным является газификация древесных отходов с получением генераторного газа пригодного для синтеза компонентов моторного топлива. Сейчас интенсивно ведутся разработки в данной области [15, 23, 24, 29-33].

В древесине различных пород содержится большое количество экстрактивных веществ, которые обладают полезными свойствами и многие из них до настоящего времени поставляются из зарубежных стран.

Объясняется это тем, что применяемые в России экстракционные технологии не в полной мере удовлетворяют качеству компонентов. В связи с этим следует исследовать и внедрить в лесохимическую промышленность более современные технологии. В связи с этим все больший интерес представляет, развивающееся в последние годы, новое направление в экстракционной технологии — применение в

Пеллеты

СГ

качестве экстрагентов сверхкритических флюидов [34,40].

Имеются работы сравнивающие экстракцию с помощью сверхкритических флюидов и экстракцию водяным паром для древесной массы, полученные результаты говорят о том, что метод сверхкритической флюидной экстракции превосходит экстракцию водяным паром по разнообразию и количеству экстрагируемых веществ [38,39].

На сегодняшний день существует ряд методов и оборудования для процессов сверхкритической флюидной экстракции, в том числе экстракции химических соединений из древесины. [35,36].

Процесс экстракции из органической биомассы с помощью сверхкритических флюидов успешно применяет компания «ГОРО», получая вещества применяемые в медицине и фитофармацевтике при экстракции с помощью сверхкритического диоксида углерода [37].

На кафедре «Переработка древесных материалов» КНИТУ совместно с ООО «Органика» ведутся работы по созданию опытно — промышленной установки для сверхкритической экстракции флюидами древесного сырья и биомассы (см. рис.4). Установка включает в себя: компрессор — 1, конденсатор — 2, холодильник — 3, баллон с диоксидом углерода — 4, вентили — 3,8,9, буферную емкость для диоксида углерода — 5, загрузочный люк — 6, экстрактор — 7, сепаратор — 10.

Работа установки осуществляется за счет подачи диоксида углерода из баллона 4, через вентиль 3 к компрессору 1, где газ сжимается с помощью холо-дильника11.

3

Рис. 4 — Опытно-промышленная установка экстракции веществ из древесных материалов

Далее сжиженный диоксид углерода в критическом состоянии попадает в буферную емкость 5, затем через вентиль 8 попадает в экстрактор 7, куда уже загружено сырье через загрузочный люк 6. После проведение процесса экстракции, полученный диоксид углерода с экстрактивными веществами попадает через вентиль 9 в сепаратор 10, где пары диоксида углерода отводятся в камеру 2, для охлаждения сжатого диоксида углерода. Холодильник 11 включается только при запуске установки.

Заключение

Активное использование вторичных древесных ресурсов является важнейшим элементом ресурсосбережения, способствующим комплексному использованию древесного сырья и, в конечном счете, сохраняющим от вырубки значительные лесные массивы.

Развиваемые в КНИТУ новые высокоэффективные технологии переработки древесных материалов способствуют решению проблемы эффективного использования лесных ресурсов.

Возможность проведения процесса сверхкритической флюидной экстракции древесины при низких температурах, а также легкая сепарируемость экст-рагента из экстракта и рафината, стимулирует развитие данного научного направления для извлечения из древесины и древесной биомассы ценных компонентов для пищевой и медицинской промышленности, открывая новое научное направление переработки лесных ресурсов.

Литература

1. Р.Г. Сафин, Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУЛ, 2002 г.

2. Патент РФ №2468061, МПК С10В1/04(2014.01) Установка для производства древесного угля / Н.Ф. Тимер-баев, Р.Р.Сафин и др., Бюл.№33,2012.

3. Сафин, Р.Г. Разработка энергосберегающей технологии газогенерации древесных отходов [Текст]/ Н.Ф. Тимер-баев, Р.Г. Сафин, А.Р. Хисамеева, М.В. Шулаев, М.В. Хузеев // Вестник Казанского технологического университета. — 2012. -Т. 12. №1. — С. 24-32.

4. Сафин, Р.Г. Газификация влажных древесных отходов [Текст]/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, А.Р. Хисамеева, Д.А. Ахметова // Вестник Казанского технологического университета. — 2012. — Т. 15. №17. — С. 195-199.

5. Сафин, Р.Г. Современные строительные композиционные материалы на основе древесных отходов [Текст]/ Р.Г. Сафин, В.В. Степанов, Э.Р. Хайруллина, А.А. Гай-нуллина, Т.О. Степанова // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №20. — С. 123128.

6. Сафин, Р.Г. Анализ современного состояния лесопромышленного комплекса и перспективы его развития на базе кафедр лесотехнического профиля КГТУ [Текст]/ Р.Р. Сафин, Р.Г. Сафин // Вестник Казанского технологического университета. — 2010. — №4. — С. 120-4130.

7. Степанова Т.О., Гайнуллина А.А. Современные строительные композиционные материалы на основе древесных отходов. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т. 2. № 5-4. С. 299-303.

8. Сафин Р.Г., Исхаков Т.Д., Гайнуллина А.А., Степанова Т.О., Хабибуллина А.Р. Разработка композиционных материалов на основе древесных отходов. // Деревообрабатывающая промышленность. — 2014. — №4. — С. 32-37.

9. Сафин, Р.Г. Современное состояние техники и технологии производства древесной массы сбросом давления [Текст]/ Д.Ф. Зиатдинова, Р.Г. Сафин, Р.Р. Зиатдинов // Вестник Казанского технологического университета. -2011. — №7. — С. 53-57.

10. Тимербаев, Н.Ф. Техника и технологии термической переработки отходов деревообрабатывающей промыш-

ленности (монография)/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, З.Г. Саттарова. — М-во образ. И науки РФ, Казан. Гос. Технол. Ун-т. — Казань: КГТУ, 2010.- 172с.

11. Тимербаев, Н.Ф. Утилизация твердых отходов дерево-переработки, содержащих токсичные вещества (статья)/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, З.Г. Саттарова. — Вестник Казанского технологического университета, 2011, №4, С.79-84.

12. Просвирников, Д.Б. Особенности переработки древесных материалов методом паровзрывного автогидролиза и технологические пути использования получаемого лигноцеллюлозного продукта / Д.Б. Просвирников, В.А. Салдаев // Деревообрабатывающая промышленность, изд. № 4. — 2012. — С. 8 — 13.

13. Сафин, Р.Г. Энергонезависимая установка непрерывной переработки древесных отходов / Р.Г. Сафин, А.Р. Садртдинов, И.И. Хуснуллин // Вестник Казанского технологического университета. — 2013. — Т.16. — №14. —

C. 181-182.

14. Timerbaev, N.F. Modeling of the Process of Energy-Technological Treatment of Wood by Method of Direct-Flow Gasification / N.F. Timerbaev, R.R. Safin, R.G. Safin,

D. F. Ziatdinova // Journal of Engineering and Applied Sciences 9 (5): 141-146, 2014.

15. Фомин, А.А. Диспергирование припуска, снимаемого при профильном фрезеровании заготовки / А.А. Фомин,

B.Г. Гусев, Р.Г. Сафин, Р.Р. Сафин // Вестник машиностроения. 2015. — № 3. — С. 53-56.

16. Сафин, Р.Г. Газификация древесных отходов [Текст]/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, Д.А. Ахметова, Р.Р. Зиат-динов, А.Р. Хабибуллина // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №8. — С. 108111.

17. Сафин, Р.Г. Пиролизная переработка отходов лесопромышленного комплекса в древесный уголь [Текст]/ Р.Г. Сафин, Р.Р. Зиатдинов, А.В. Сафина, А.Р. Хабибул-лина // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №20. — С. 131-134.

18. Сафин, Р.Г. Разработка древесно-конструкционного материала на основе гипса, пенополиуретана и древесных частиц [Текст]/ Ф.М. Филиппова, Р.Г. Сафин, Э.Р. Хайруллина, Д. Д. Исянгулова // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №19. —

C. 57-59.

19. Сафин, Р.Г. Переработка лигнина термическим способом [Текст]/ Д.В. Тунцев, Р.Г. Сафин, А.Р. Арсланова, Р.Г. Хисматов, С.В. Китаев // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №16. — С. 147-150.

20. Сафин, Р. Г. Пирогенетическая переработка древесных материалов [Текст]/ Р.Г. Сафин // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. — Т. 17. №9. — С. 88-92.

21. Сафин, Р.Г. Производство пористого теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки и пенополиуретана [Текст]/ Р.Г. Сафин, Л.И. Левашко, Ф.М. Филиппова, Е.И. Байгильдеева // Деревообрабатывающая промышленность. — 2013. — №1. — С. 15-18.

22. Сафин, Р.Г. Производство метанола из древесных отходов [Текст]/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, Т.Х. Гале-ев // Деревообрабатывающая промышленность. — 2013. -№1. — С. 12-15.

23. Сафин, Р.Г. Перспективы развития лесопромышленного комплекса РТ на базе научных разработок кафедр лесотехнического профиля КНИТУ [Текст]/ Р.Р. Сафин, Р. Г. Сафин // Деревообрабатывающая промышленность. — 2012. — №3. — С. 22-27.

24. Сафин, Р.Г. Установка переработки древесных отходов в синтез-газ [Текст]/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин

// Деревообрабатывающая промышленность. — 2012. -№1. — С. 21-22.

25. Сафин, Р.Г. Протяженность контакта инструмента с заготовкой и углы встречи с волокнами древесины при профильном фрезеровании отходов лесопиления [Текст]/ А.А. Фомин, Р.Г. Сафин, В.Г. Гусев // Вестник Казанского технологического университета. — 2013. — Т. 16. №20. — С. 216-219.

26. Сафин, Р.Г. Мощность резания при профильном фрезеровании отходов лесопиления [Текст]/ А.А. Фомин, В.Г. Гусев, Р. Г. Сафин // Вестник Казанского технологического университета. — 2013. — Т. 16. №14. — С. 193-198.

27. Сафин, Р.Г. Разработка технологии переработки высоковлажных древесных отходов в высооктановые компоненты моторного топлива [Текст]/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, А.Р. Садртдинов, Д.Б. Просвирников // Вестник Казанского технологического университета. -2013. — Т. 16. №7. — С. 250-254.

28. Сафин, Р.Г. Технология переработки древесных отходов в диметиловый эфир [Текст]/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, Л.М. Исмагилова // Вестник Казанского технологического университета. — 2013. — Т. 16. №7. — С. 95-97.

29. Сафин, Р.Г. Разработка технологии получения метанола из древесных отходов [Текст]/ Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, Т.Х. Галеев // Вестник Казанского технологического университета. — 2013. — Т. 16. №3. — С. 168170.

30. Сафин, Р.Г. Газификация влажных древесных отходов [Текст]/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, А.Р. Хисамее-ва, Д. А. Ахметова // Вестник Казанского технологического университета. — 2012. — Т. 15. №17. — С. 195-199.

31. Сафин, Р.Г. Разработка технологии получения моторного топлива из отходов деревообработки [Текст]/ Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, З.Г. Саттарова, Т.Х. Галеев // Вестник Казанского технологического университета. -2012. — Т. 15. №11. — С. 205-207.

32. Ф.М. Гумеров Влияние процедур обработки сверхкритическим СО2 на состав и структуру чайного листа и целлюлозы [Текст]/ Ф. Н. Шамсетдинов, Л. Ю. Яруллин, Ф.М. Гумеров, Ф.Р. Габитов, З. И. Зарипов, А. Б. Ремизов, И.М. Колядко, В.Г. Никитин, A. К. Фахреев, Д. И. Камалова// Сверхкритически Флюиды: Теория и Практика т.6 № 2 2011г

33. Грант US5364475 A US 08/100,647 Process for removing chemical preservatives from wood using supercritical fluid extraction, Keith L. Levien, Jeffrey J. Morrell, Satish Kumar, Endalkachew Sahle-Demessie 15 ноя 1994.

34. Грант US4714526 A US 07/026,603 Supercritical fluid extraction method for multi-component systems, Kenneth Pennisi, Eldred Chimowitz, 22 дек 1987.

35.Группа компаний «ГОРО» Основные направления применения СКТ [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.extract.ru/index.php?id=81.

36. Khorasani A.M. Supercritical fluid extraction of wood pulp with analysis by capillary gas chromatography-mass spectrometry [Текст]/ Khorasani A.M., L. H McDaniel, Taylor T. T // Journal of Supercritical Fluids The (Impact Factor: 2.57). 04/2001.

37. C. Zetzl Supercritical fluid extraction of woods and roots from brazilian tropical forest region [Текст]/ R. Ibe, M. Johannsen, C. Zetzl, G. Brunner.

38. Сафин Р.Г., Степанов В.В., Исхаков Т.Д., Гайнуллина А. А., Степанова Т.О. Новые исследования и разработки в области получения древесно-композиционных материалов на основе древесных отходов. // Вестник технологического университета. — 2015. -Т. 18. №6. — С. 139-142.

39. Тунцев, Д.В. Переработка низкокачественной древесины в уголь на установке «ПУ-10» [Текст]/ Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов, М.Р. Хайруллина, А.С. Савельев, И. С. Романчева // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2015. — Т. 3. — №2-1(13-1). — С. 459-463.

40. Солдуп Ш.Н. Исследование сверхкритической экстракции каменных углей тувы [Текст]/ Солдуп Ш.Н., Котельников В.И., Патраков Ю.Ф., Монгуш Г.Р.// VIII Всероссийская конференция с международным участием «Горение твердого топлива» Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13-16 ноября 2012 г.

41. Степанова Т.О., Степанов В.В., Исхаков Т.Д. Технологическая схема получения теплоизоляционных материалов из древесных отходов. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. — № 2. ч.1 С. 443-447.

42. Темнова Е.Б., Мазуркин П.М., Степанова Т.О. Экономическая эффективность отбора колотой древесины с резонансными свойствами. // Вестник Казанского технологического университета. — 2014. -Т. 17. №24. — С. 236-239.

© Р. Г. Сафин — д.т.н., проф., зав. каф. переработки древесных материалов КНИТУ, [email protected]; Д. Ф. Зиатдинова — д.т.н., доцент той же кафедры, [email protected]; А. В. Сафина — к.т.н., доцент каф. экономики КНИТУ, [email protected]; Т. О. Степанова — магистрант каф. переработки древесных материалов КНИТУ, [email protected]; А. А. Крайнов — магистрант каф. переработки древесных материалов КНИТУ, [email protected].

R.G. Safin — doctor of engineering, professor, head of the department of processing of wood materials, КЫКТи, [email protected]; D. F. Ziatdinova — doctor of engineering, professor of chair of processing of wood materials, КЖТи, [email protected]; А. V. Safina — candidate of technical sciences, associate professor of the same chair, КЫКТи, [email protected]; Т. О. Stepanova -undergraduate of chair of processing of wood materials, КЫКТи, [email protected].; A. A. Krainov — undergraduate of chair of processing of wood materials, КЫКТи, [email protected].

Современные технологии обработки древесины — развитие и перспективы

Сейчас лесоматериалы активно используются не только для производства мебели, но и для конструкций квартир, коттеджей, а также как декоративные элементы. Они нужны для создания музыкальных инструментов, спортивного и хозяйственного инвентаря. Конечно же, чтобы из лесоматериалов что-либо изготовить, ее нужно обработать.

Современные технологии обработки древесины предполагают три типа обработки сырья: биологический, химический и механический. В результате осуществления этих методов можно получить достаточно широкий ассортимент продукции, в основе которого лежат лесоматериалы. Техника безопасности при обработке древесины должна соблюдаться при любом из этих методов.

Биологический метод

Технология обработки древесины биологическим методом предполагает переработку древесины низкого качества, а также миллионов тон самых разных древесных и сельскохозяйственных отходов в очень ценный продукт – кормовые белковые дрожжи. Кроме этого во время такой обработки производят этиловый спирт, фурфурол и ксилит. Задачей биологического метода обработки лесоматериалов является обеспечение сельскохозяйственного производства необходимым сырьем микробиологического синтеза. Стоит отметить, что изготовление любого сырья из древесины является экологически чистым.

На каждом деревообрабатывающем, лесопильном или химическом заводе технологическая обработка древесины осуществляется строго поэтапно. На каждом этапе древесина наделяется определенными свойствами, которые отвечают конкретным требованиям рынка.

Механическая технология отделки древесины

Во время механической обработки лесоматериалов происходит изменение формы и объема древесины без изменения самого вещества, как при химическом методе. Большая часть древесных материалов обрабатывается таким образом, что нарушаются связи между волокнами. В основе такой обработки лежит свойство древесины делиться и осуществляется главным образом резанием. Лесоматериалы можно пилить, строгать, резать, фрезеровать. Намного реже используется обработка без нарушения связи между волокнами, к примеру, прессование или гнутье. Для реализации такой обработки мастера пользуются пластическими свойствами древесины, т. е. способностью сохранять приданную ей форму после окончания действия внешних сил.

• при резании древесины наблюдается нарушение связи между частицами древесины в направлении реза. Подвергаемая обработке древесина делится на части с образованием либо без образования стружки. Качественный показатель – это высокая точность размеров получаемых изделий. Резание, пожалуй, самый важный технологический процесс. Так работает большинство станков, автоматических линий
• если осуществляется раскалывание, то древесина делится по слоям, то есть вдоль волокон, а не по заданному направлению
• в ходе обработки высоким давлением дерево меняет форму путем гнутья, изгиба или прессования. Для того, чтобы согнуть дерево его нужно предварительно пропарить, чтобы повысить пластичность. Чаще всего гнутоклееные изделия создают из фанеры или шпона. В результате прессования получаются древесно-стружечные плиты или брикеты
• при дроблении лесоматериалы делятся на части хаотично, без соблюдения конкретной геометрии частиц, зачастую по самым слабым связям в материале. Такая обработка характерна для процесса ударного дробления, фрикционного разрушения и абразивного размола. 

Химическая техника обработки древесины

В процессе такой обработки древесина подвергается действию разнообразных химических соединений. Благодаря химической обработке работают такие производства:

• целлюлозно-бумажное производство – изготовление бумаги и картона
• гидролизное производство основано на процессе расщепления полисахаридов, которые содержатся в древесине, до моносахаридов. Моносахариды продают в качестве готового продукта, глюкозы и ксилозы. Однако чаще всего смеси моносахаридов подвергают биохимической переработке с получением этилового спирта и дрожжей или химической переработке с образованием фурфурола и ксилита 
• пиролиз (сухая перегонка) древесины позволяет добиться получения древесного уголя, метилового спирта, уксусной кислоты, фенольных смол, разных растворителей органического происхождения
• канифольно-скипидарное производство, на котором получают канифоль и скипидар. Эти соединения применяются в лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической сферах.

Невзирая на огромное разнообразие изделий из древесины и их конструкций, технологии обработки строятся на основе таких же принципов, что и много лет назад: распиливании, строгании, сверлении, точении и шлифовании. Изменения произошли только в способах и методах обработки лесоматериалов: ручные средства производства сменили механические. Устройства, которые работают за счет электрической энергии, существенно уменьшают время, необходимое на обработку лесоматериалов, а также увеличивают производительность труда и показатели качества конечных продуктов.

Категории пропитываемости древесины

Группа древесины	Порода древесины
	ядро	заболонь
Труднопропитываемые	Ель, пихта, европейская лиственница, вяз,бук, пихта, дуб, ясень, береза.	Ель, пихта, сибирская лиственница.
Умереннопропытываемые	Сибирская сосна (кедр), осина,обыкновенная сосна, ольха.	Сибирская сосна (кедр), граб, дуб,европейская лиственница, липа, ольха, клен, осина.
Легкопропытываемые		Обыкновенная  бук, сосна, береза.

Для чего нужна переработка древесины?

Переработка древесины дает возможность получить новые изделия и материалы, которые пользуются огромной популярностью в быту и области промышленности. Также это способствует рациональному использованию природных ресурсов. Древесный мусор в немыслимых количествах формируется на предприятиях, занимающихся изготовлением мебели, фанеры, обработкой древесины и лесопилением.

Переработка древесины Москва

В результате производства образуются отходы в виде опилок, стружки, щепы, корней и пней  деревьев. Для создания новых изделий обычно задействуются опилки. Из них можно получить качественные строительные материалы, которые имеют широкую сферу применения. Переработка древесины  позволяет снизить их стоимость, а следовательно сделать строительство более доступным. Отходы, полученные вследствие переработки древесины, могут быть использованы на целлюлозно-бумажных предприятиях и в области сельского хозяйства. Из щепы хвойных деревьев удается получить арболит — особый материал, востребованный в строительстве. К тому же отходы древесины используются при изготовлении косметики, лекарственных средств и добавок в корм животных. Продукция из переработанной древесины стоит недорого, поэтому всегда пользуется популярностью среди населения.

Методы переработки древесины

Переработка  древесины — это важное направление деятельности нашей компании, ведь это ценное сырье, из которого в современных реалиях можно получить самые разнообразные изделия. Производство испытывает необходимость не только в стволах деревьев, но и в отходах, что приводит к существенной экономии ресурсов. Глубокая переработка древесины включает в себя полноценный цикл обработки материала и создание новых изделий на его основании.

Способы переработки древесины:

• Биологический. Из сырья низкого качества изготавливается продукция для применения в сельском хозяйстве. Например, так  получают белковые дрожжи;
• Механический. В таком случае меняется форма и объем сырья, при этом не проводится изменение внутреннего содержимого. Как правило, процесс сопровождается пилением, строганием и другой механической обработкой материала;
• Химический. На древесину воздействуют специальные химические реагенты.

Переработка древесины в щепу

Переработка древесины в щепу осуществляется с целью ее дальнейшего использования в качестве сырья для стройматериалов. Также она востребована в химической промышленности, где на ее основании делают технические жидкости, спирты и прочие материалы. Многие компании попросту сжигают опилки, хотя гораздо выгодней перерабатывать их. Так, на их основании можно получить топливные брикеты, которые гораздо лучше по своему тепловыделению.

Продукция из переработанной древесины очень многогранна и востребована в разных отраслях деятельности человека. Из сырья получают древесный уголь, брикеты и многую другую продукцию. В некоторых случаях возможна газификация —  преобразование твердого топлива в газ. Купить щепу древесную Москва недорого.

Какое оборудование нужно для переработки древесины

Для переработки древесного сырья требуется специальное оборудование. Первая группа предназначена для измельчения отходов в более мелкую и однородную фракцию. Другая часть специализированной техники призвана использовать это сырье для производства конкретного материала (древесных блоков, пеллетов, арболита, древесной муки и т.д.).

В комплект поставки такого оборудования входит:

• щепорез или шредер (машина для измельчения сырья)
• гранулятор
• сушилка
• упаковочный станок
  В целом, оборудование для изготовления, например, пеллет может представлять собой промышленную линию или мини-гранулятор.

Оборудование для производства брикетов и топливных гранул на рынке имеется в достаточном разнообразии, как от зарубежных, так и от отечественных заводов. При равном качестве, российское оборудование стоит несколько дешевле.

Современные способы распиловки бревна

Для выбора лучшего метода роспуска бревен для пиления нужно учесть породу дерева, его размеры и качество как сырья, назначение пиломатериалов, влияние на сроки качество сушки досок радиального, тангенциального и смешанного распила. Помимо этого на выбор будет влиять масштаб и уровень технической оснащенности производства.

Методы распиловки

Получили развитие два альтернативных варианта распиловки: индивидуальный и групповой, а также их комбинация, которая используется не так часто, и имеет название индивидуально-группового метода.

Индивидуальная вариация процесса представляет собой последовательный раскрой, заключающийся в отпиливании от бревна одной пилой различных сортиментов – досок, горбылей и брусьев.

Особенностью группового способа является осуществление распиловки в одно и то же время с помощью нескольких пил. При этом режущие элементы должны настраиваться согласно количеству и параметрам всех образуемых деталей.

При индивидуально-групповом (смешанном) способе раскроя заготовки на линии применяется последовательная распиловка посредством единичной пилы больших сортиментов из бревна (брусья, сегменты, секторы), которые в последующем распиливаются на многопильном станке.

Как раскраиваются бревна

Это определяется направлением пропила и числом проходов через бревно пильное устройство и бывают:

• с брусовкой;
• сегментным;
• в развал;
• круговым;
• секторным;
• сегментно-брусовым;
• развально-сегментным.

Каждый из этих методов имеет свое назначение, пределы применения и особенности.

 

В развал

 

При распиливании в развал (рис. 1 а) с помощью лесопилки заготовка полностью распускается на необрезную продукцию. Распиливание на сортименты данным методом на станке с одной пилой осуществляется последовательно. Максимальный количество пиловочного материала при применении этого метода можно получить, распиливая бревна, имеющие диаметральный размер от 14 до 20 сантиметров.

рис 1

 

Брусово-развальная аналогия

 

С помощью данного способа распиловки вначале с периферии заготовки отпиливается набор сортиментов необрезного вида, причем центральный участок приобретает сечение двухкантного бруса, с краев которого отпиливается необрезной пиломатериал, а из центральной части путем его разреза перпендикулярно пласти – обрезной (рис. 1 б).

Этот способ дает хорошие результаты при роспуске бревен более 180 мм. Если распиливаются бревна большого сечения, диаметр которых составляет 360-400 мм, то получается 2 или 3 бруса.

Первый проход лучше выполнять пилорамами ленточнопильными или дископильными станками.Для второго прохода рационально воспользоваться лесопильными рамами или круглопильными станками.

 

Особенности секторного и сегментного вариантов

 

Для получения особых сечений пиловочного материала радиального или тангенциального распила требуется точная ориентация пластей пиломатериалов по отношению годичным слоям древесины. Это можно обеспечить с помощью формы роспуска, которые называются секторными сегментным.

Модификацией сегментного варианта служит развально-сегментная аналогия (для получения в основном материалов радиального распила) и брусово-сегментная (для выработки тангенциальной пиловочной продукции).

Посредством секторного метода роспуска бревен (рис. 2 а) можно получить как радиальные, так и тангенциальные пиломатериалы. В начале круглое бревно подвергается распилу на сектора, количеством от четырех до восьми, определяемое диаметром бревна. Затем сектора распиливаются на материалы с запланированным ориентированием годовых окружностей. Кое-когда вместе с распиловкой бревна большого сечения на секторы из его центрального ядра вырезают один или несколько необрезных сортиментов.

Секторный способ распиловки выполняется с помощью одинарной пилы на кругло-или ленточнопильных станках. Данным методом выгодно распускать кругляки в диаметре от 320мм и больше.

рис 2

Сегментной вариацией распила и его разновидностями (рис. 2 б, в, г) распускаются крупные деревья с диаметром больше 260 мм. С помощью первых двух способов получают в основном радиальную пиловочную продукцию, а посредством третьей – тангенциальную.

 

Круговой метод

 

При круговом методе распила (рис. 2 д), применяемом в индивидуальном роспуске, т. е. с применением однопильных станков, с заготовки отпиливаются сортименты в виде горбыля, одного или нескольких материалов или сегментов, а затем его кантуют на 90^о и снова отпиливают следующую группу пиломатериалов или сектор и так далее.

Этим способом пользуются при распиле круглого леса в диаметре 0,32 метра и более. Причем, он особенно целесообразен для бревен, которые имеют ложные ядра или сердцевинную гниль,ведь при этом есть возможность отделить неповрежденную часть от центрального низкокачественного ядра ствола.

По соотношению плоскости пилений и продольной оси заготовки различают распиливания параллельные осевой линии или коллинеарные боковой поверхности древесного ствола. Во втором варианте заключена одна важная положительная особенность – у материалов получается постоянная ширина от комля до вершины. Этот метод способствует более полному использованию древесины при получении из них заготовок.

Плюсы распила коллинеарного образующей

Какими же достоинствами обладает способ роспуска кругляка параллельно образующей? Они заключаются в следующем:

Сбеговой показатель, который имеют центральные и боковые необрезные пиломатериалы, выпиленные в плоскости параллельной осевой линии кругляка, в любых случаях превышает число сбега изначального бревна и увеличивается с удалением распила от центральной части торцевой вершины бревна.А значение сбега необрезных пиловочных изделий, коллинеарных по распилу поверхности бревна, всегда меньше показателя сбега первичного бревна и становится меньше с удалением пиловочного изделия от оси торца вершины леса.

Необрезные пиловочные материалы, полученные распиловкой круглых деревьев коллинеарно их боковой поверхности, обеспечивают большее количество продукции, представленной длинномерными обрезными пиломатериалами.

Сортименты с обзолом, коллинеарные по распилу боковой стороне конусной заготовке, по длине равны ей. Их не требуется укорачивать при получении из них обрезного пиломатериала с наибольшим объемом, лучшей однородностью в качественном и влажностном отношении, что обеспечит меньшее коробление во время сушки. Их сечение содержит меньшее число перерезанных годичных слоев, т. е. они обладают большей прочностью.

Распиливая заготовки, параллельные боковой поверхности бревна, снижают площадь пластей с пропилами, массу опилок, степень износа инструментов и расходование электричества.

Выбор распиловочного варианта определяется сечением бревна, формой ствола, назначением и спецификацией пиловочной продукции, пороками древесины, а также техническими характеристики лесопильных раскройных станков.

Клееная пиловочная продукция

В настоящее время предпочтение отдается клееной древесине. Многообразие методов производства пиловочной продукции ориентированы на изготовление клееной пиловочной продукции. Некоторые из этих способов представлены в данном материале (рис. 3-5).

рис 3

На рис. 3 показан метод изготовления клееных сортиментов радиального распиливания, который предусматривает распил бревна на секторы, а склеиваются они совмещением по радиальным поверхностям. При этом присердцевинная сторона одного элемента совмещается с противоположной стороной второго, а их комлевые стороны – с верхушечными. Придумал этот способ, как и многие другие способы распиловки, В. А. Червинский

рис 4

Иной метод изготовления пиловочной продукции с раскроем бревна таким образом, чтобы получились заготовки в поперечнике, представляющие правильный шестиугольник (рис. 4 а) или восьмиугольник (рис. 4 б). Далее они раскраиваются, чтобы вышел пятиугольник и два треугольника или шестиугольник с четырьмя треугольниками.

После соответствующих кантовок и складываний получается клееная пиловочная продукция с прямоугольным сечением. Аналогом этого решения является метод изготовления клееных изделий из дерева, показанный на рис. 4в.

Другие авторские методы переработки древесины

Наряду с традиционными способами распила бревен есть масса альтернативных вариантов, которые изложены в авторских свидетельствах и патентах на изобретение.

Например, разработан метод обработки заготовок (рис. 5 а), состоящий из их оцилиндровывания, распиливания на квадратный в сечении брус с четырьмя идентичными горбылями. Далее после обработки горбылей их склеивают в пустотелый брус с сечением в виде прямоугольника.

рис 5

По другому решению рекомендуется раскраивать тонкомерную пиловочную заготовку по развальной схеме с обрезкой обзола у необрезных сортиментов по сбегу, совмещая комли и вершины и затем склеивать их (рис. 5б).

Другой автор разработал подобную методику склейки лишь крайних досок с обрезкой их по сбегу и с наклоном, аналогичным наклону поверхности кромки.

Выбирая тот или иной способ распила круглого леса, необходимо учитывать возможности обрабатывающих станков и линий, размерно-качественные характеристики пиловочника и получаемой пиловочной продукции. Также на выбор способа распила оказывает влияние используемый показатель эффективности, которым обычно является выходной объем пиловочной продукции.

Что такое процесс трансформации производства древесины?

Сушилки для пиломатериалов — это отрасль, которая превращает деревья в изделия из древесины. На протяжении всего процесса преобразования содержание влаги в древесине (MC) колеблется в зависимости от относительной влажности (RH) и температуры окружающего воздуха.

Процесс преобразования деревообрабатывающей промышленности:

1. Головной станок: основная пила разрезает дерево на распиленные части.
2. Кромка: Удаление неровных кромок и дефектов с пиломатериалов.
3. Обрезка: Триммер срезает концы пиломатериалов на одинаковые куски в зависимости от рыночных размеров.
4. Сортировка необработанных пиломатериалов: Куски разделяются по размерам и конечному продукту: необработанные (так называемые «зеленые») или сухие.
5. Наклейка: пиломатериалы, предназначенные для сухого производства, укладываются прокладками (известными как наклейки), которые позволяют воздуху циркулировать внутри штабеля. (Зеленый продукт пропускает этот этап).
6. Сушка: пиломатериалы сушатся в печи для естественного испарения MC.
7. Строгание: Выравнивание поверхности каждого куска пиломатериала и выравнивание его ширины и толщины.
8. Оценка: процесс оценки характеристик каждой части пиломатериала с целью присвоения ее «оценки» (качества).

Успех производства древесины зависит от способности комбината сохранять качество древесины на протяжении всего производственного процесса. Древесина постоянно теряет или набирает влагу до тех пор, пока ее количество не будет сбалансировано с окружающей средой.Количество влаги в этой точке называется равновесным содержанием влаги (EMC) и зависит в основном от относительной влажности и температуры окружающего воздуха. Сушка в печи обычно требует контроля условий ЭМС древесины путем мониторинга и регулирования относительной влажности и температуры в печах. Основная задача мельницы — стабилизировать и поддерживать оптимальные условия сушки древесины в процессе сушки в печи.

Технология MC — жизненно важный компонент современного производства сушки пиломатериалов.Техники следят за системами управления влажностью. Фактически, существует множество производителей электроники, которые производят ряд систем измерения MC для пиломатериалов для крупных производственных операций по сушке пиломатериалов.

Поддерживая и контролируя уровни относительной влажности и температуры в печах, производители пиломатериалов постоянно измеряют и отслеживают изменения MC древесины, чтобы исключить пересушивание или недосушивание древесины. Эти измерения MC могут применяться к целой штабеле древесины в печи или к отдельной единице древесины, прошедшей точечную проверку.С момента ввода бревна в производство и до его отгрузки производители пиломатериалов полагаются на интегрированные системы измерения и управления MC для обеспечения качественного производства каждого куска пиломатериала, производимого комбинатом.

Бесплатная загрузка — Как выбрать правильный промышленный портативный измеритель влажности для вашего комбината

Процесс сушки пиломатериалов является исходной точкой, требующей, чтобы заводы полагались на надлежащие процедуры управления влажностью древесины. Однако многие потребители и строители ошибочно полагают, что проблемы с древесиной MC прекращаются, когда древесина отправляется с завода.Фактически, MC древесины необходимо постоянно измерять и контролировать, поскольку древесина будет постоянно терять и набирать влагу, пока не будет сбалансирована с окружающими атмосферными условиями. Завершение нашей серии, Wood Production, переносит контроль MC на место установки.

Дополнительная литература:

Производство древесины: производство и сушка в печи

В качестве менеджера по продажам Wagner Meters Рон имеет более чем 35-летний опыт работы с контрольно-измерительными приборами и системами измерения в различных отраслях промышленности.На предыдущих должностях он работал региональным менеджером по продажам, менеджером по продуктам и проектам и менеджером по продажам для производителей, занимающихся измерительными приборами.

Установите пользовательское HTML-содержимое вкладки «Автор» на странице своего профиля.

Последнее обновление: 8 июня 2021 г.

Производство древесины: производство и сушка в печи

Лесопилки превращают деревья в изделия из дерева. На протяжении всего процесса влажность (MC) древесины является важным фактором как для производителя, так и для конечного пользователя.

Процесс производства пиломатериалов обычно состоит из следующих этапов:

1. Head Rig: Основная пила разрезает дерево на пиломатериалы или доски.
2. Кромка: Удаляет неровные кромки и дефекты с распиленных деталей или досок.
3. Обрезка : Триммер срезает концы пиломатериалов на однородные куски.
4. Сортировка необработанных пиломатериалов : Куски разделяются в зависимости от размеров и производства конечного продукта, независимо от того, будет ли готовая заготовка необработанной (известная как « зеленый» ) или сухой.
5. Наклейка : пиломатериалы, предназначенные для производства сушки в печи, уложены прокладками (известными как наклейки ), которые позволяют воздуху циркулировать внутри штабеля (зеленый продукт пропускает этот этап и следующий).
6. Сушка : Сушка древесины в печи ускоряет естественное испарение MC древесины в контролируемой среде.
7. Строгание : Разглаживает поверхность древесины и обеспечивает одинаковую ширину и толщину каждой детали.
8. Оценка : Каждому куску пиломатериалов присваивается «оценка», которая указывает уровень его качества на основе множества характеристик, включая MC.

Печь для сушки древесины для максимальной ценности и удобства использования

Чтобы максимизировать ценность и прочность древесины, комбинаты вкладывают время и деньги в процессы сушки в печи для удаления избыточной влаги из штабеля пиломатериалов. Фактически, сушка в печи некоторых пород древесины может занять до (и более) месяца, в зависимости от начальной MC древесины.

Правильно высушенная древесина имеет много преимуществ перед древесиной как для производителей, так и для потребителей. Это сокращает количество отходов при производстве и продлевает срок службы и полезность изделий из дерева, давая потребителю стабильный продукт, который прослужит долгие годы.

Процесс сушки в печи может значительно варьироваться в зависимости от породы и начальной концентрации древесины. В целом, однако, это этапы процесса:

1. Производители пиломатериалов аккуратно укладывают «зеленую» древесину, используя распорки или «наклейки», чтобы создать зазоры для воздуха, чтобы свободно циркулировать по всей штабеле.
2. После помещения древесины в печь, в зависимости от породы древесины, печь нагревается до температуры от 110 до 180 градусов (по Фаренгейту) для обжиговых печей с обычной температурой и от 230 до 280 градусов (по Фаренгейту) для высокотемпературных обжиговых печей.
3. Операторы постоянно контролируют температуру и относительную влажность (RH) в печи, а также MC пиломатериалов. Цель состоит в том, чтобы высушить пиломатериал до правильного MC, соответствующего тому, как он будет использоваться.

Рентабельность производства пиломатериалов зависит от способности комбината обеспечивать максимальное качество древесины на протяжении всего процесса производства пиломатериалов. Если древесина на производственной линии завода слишком влажная или слишком сухая, готовый продукт может получить более низкую оценку и будет иметь более низкую стоимость в долларах, чем кусок, который был должным образом высушен в печи.

Для последующей обработки пиломатериалов поточные системы измерения влажности могут легко идентифицировать и маркировать слишком влажные или слишком сухие детали. Затем эти детали могут быть сняты с производственной линии перед дальнейшей обработкой и, возможно, повторно высушены или повторно размолоты по мере необходимости для создания пиломатериалов или древесных компонентов самого высокого качества, возможных для этой детали, тем самым увеличивая прибыль комбината и предоставляя потребителям доступ к лучшим продуктам. качественные материалы.

Многие потребители и строители считают, что опасения по поводу пиломатериалов MC заканчиваются, когда древесина отправляется с завода.Фактически, изделия из дерева должны постоянно измеряться и контролироваться, чтобы гарантировать, что уровни MC находятся на оптимальном уровне ЭМС. Дерево естественным образом будет продолжать набирать или терять влагу, пока не достигнет баланса ЭМС с окружающей средой.

Wagner Meters производит приборы и услуги для измерения влажности для деревообрабатывающей промышленности с 1965 года и предоставляет полный спектр решений для производителей пиломатериалов и вторичных изделий из дерева, а также для монтажников деревянных изделий.

Когда дело доходит до измерения влажности древесины, вы хотите использовать самый точный и надежный измеритель влажности древесины.

Купить измеритель Orion

Дополнительная литература:

Производство древесины, часть II: Производство

Бесплатная загрузка — Как выбрать правильный промышленный портативный измеритель влажности для вашей фабрики

В качестве менеджера по продажам измерителей Вагнера Рон имеет более 35 лет опыта работы с контрольно-измерительными приборами в различных отраслях промышленности.На предыдущих должностях он работал региональным менеджером по продажам, менеджером по продуктам и проектам и менеджером по продажам для производителей, занимающихся измерительными приборами.

Установите пользовательское HTML-содержимое вкладки автора на странице своего профиля

Последнее обновление 30 июня 2021 г.

Новый процесс консервации пиломатериалов может дать преимущества по сравнению с обработкой давлением — ScienceDaily

Обработка давлением — который включает в себя помещение пиломатериалов внутрь герметичный резервуар под давлением и введение химикатов в доски — уже более века используются для защиты от грибка, который вызывает гниение древесины во влажной среде.

Теперь исследователи из Технологического института Джорджии разработали новый метод, который однажды сможет заменить традиционную обработку под давлением, как способ сделать пиломатериалы не только устойчивыми к грибкам, но и почти непроницаемыми для воды — и более теплоизолирующими.

Новый метод, о котором будет сообщено 13 февраля в журнале Langmuir и который совместно спонсируется Министерством обороны, Программой исследований Персидского залива и Фондом исследований Вестендорфа, включает нанесение защитного покрытия из оксида металла, которое является всего лишь толщина нескольких атомов во всей ячеистой структуре древесины.

Этот процесс, известный как осаждение атомных слоев, уже часто используется в производстве микроэлектроники для компьютеров и сотовых телефонов, но в настоящее время изучаются новые возможности его применения в таких товарных продуктах, как древесина. Как и обработка давлением, процесс выполняется в герметичной камере, но в этом случае в камере происходит низкое давление, чтобы молекулы газа проникали через всю деревянную структуру.

«Было действительно важно, чтобы это покрытие наносилось на всю внутреннюю часть дерева, а не только на поверхность», — сказал Марк Лосего, доцент Школы материаловедения и инженерии.«Древесина имеет поры шириной с человеческий волос или немного меньше, и мы использовали эти отверстия как пути для прохождения газов по структуре древесины».

По мере того, как молекулы газа движутся по этим путям, они вступают в реакцию с поверхностями пор, создавая конформное покрытие из оксида металла атомарного масштаба по всей внутренней части древесины. В результате получается древесина, которая сбрасывает воду с поверхности и сопротивляется впитыванию воды даже при погружении в воду.

В своих экспериментах исследователи взяли готовые куски сосны 2х4 и разрезали их на кусочки толщиной в один дюйм.Затем они протестировали пропитку пиломатериалов тремя различными видами оксидов металлов: оксидом титана, оксидом алюминия и оксидом цинка. В каждом из них они сравнивали водопоглощение после выдержки пиломатериалов под водой в течение определенного периода времени. Из этих трех оксид титана показал себя лучше всего, помогая древесине поглощать наименьшее количество воды. Для сравнения, необработанная древесина поглощала в три раза больше воды.

«Из трех химических соединений, которые мы опробовали, оксид титана оказался наиболее эффективным для создания гидрофобного барьера», — сказал Шон Грегори, аспирант Технологического института Джорджии и ведущий автор статьи.«Мы предполагаем, что это вероятно из-за того, что химические вещества-предшественники диоксида титана менее легко реагируют с поверхностью пор и, следовательно, легче проникают глубоко в поры древесины».

Лосего сказал, что те же явления существуют в процессах осаждения атомных слоев, используемых в микроэлектронных устройствах.

«Известно, что тот же химический состав прекурсора оксида титана лучше проникает и конформно покрывает сложные наноструктуры в микроэлектронике, как мы видим в древесине», — сказал Лосего.«Эти общие черты в понимании фундаментальных физических явлений — даже в очень разных системах — и делают науку такой элегантной и могущественной».

Помимо того, что пиломатериалы, обработанные с помощью нового парового процесса, являются гидрофобными, они также устойчивы к плесени, которая в конечном итоге приводит к гниению.

«Интересно, что когда мы оставили эти блоки во влажной среде на несколько месяцев, мы заметили, что блоки, обработанные оксидом титана, были намного более устойчивы к росту плесени, чем необработанные пиломатериалы», — добавил Грегори.«Мы подозреваем, что это как-то связано с его гидрофобной природой, хотя могут быть и другие химические эффекты, связанные с новым процессом обработки, которые также могут быть ответственны. Это то, что мы хотели бы изучить в будущих исследованиях».

Еще одно преимущество нового процесса: обработанная паром древесина была намного менее теплопроводной по сравнению с необработанной древесиной.

«В домостроении много внимания уделяется изоляции полостей между конструктивными элементами дома, но огромное количество тепловых потерь вызвано самими деревянными стойками», — сказал Шеннон Йи, доцент Джорджа. W.Школа машиностроения Вудраффа и соавтор статьи с опытом работы в тепловых системах. «Пиломатериалы, обработанные с помощью этого нового процесса, могут быть на 30 процентов менее проводящими, что может привести к экономии до 2 миллионов БТЕ энергии на одно жилище в год».

История Источник:

Материалы предоставлены Технологическим институтом Джорджии . Оригинал написан Джошем Брауном. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Методы лесозаготовки — Расширение МГУ

Леса требуют вмешательства для восстановления. Как, что, когда и почему управленческие решения могут приниматься с определенной целью, или они могут зависеть от случайных природных явлений.

Леса Мичигана представляют собой ошеломляющее разнообразие. Уровни разнообразия меняются во времени и в зависимости от ландшафта. Нарушение является важнейшим компонентом разнообразия, и заготовка древесины позволяет контролировать, где и как возникают нарушения.

Учитывая разнообразие типов лесов штата Мичиган, неудивительно, что был разработан ряд систем управления лесами и лесозаготовок, в которых в качестве руководящих принципов используются экологические характеристики, присущие этим типам леса.

Есть три основные группы лесозаготовок; сплошные рубки , лесоруб и системы отбора . Хотя каждый из них отличается и применяется к определенным типам леса, у них есть три общие черты:

1. Они обеспечивают древесное волокно для тысяч повседневных товаров.
2. Они создают условия окружающей среды, способствующие естественному возобновлению леса.
3. Они повышают экологическую, экономическую и социальную ценность будущего леса.

Michigan State University Extension содержит серию бюллетеней, в которых рассматриваются варианты управления основной группой Мичиганского лесного типа.

Селекционная уборка может быть самой неправильно понимаемой системой и, безусловно, самой сложной. Когда насаждения становятся чрезмерно густыми, риски для здоровья леса возрастают.Удаление деревьев с повышенным риском и оставление деревьев с более высоким потенциалом улучшает качество и характер леса. Частично приоткрытый навес пропускает достаточно света для ускорения здоровья и роста отдельных деревьев, а также позволяет саженцам расти. Молодые деревья в конечном итоге заменяют старые деревья, так как старые деревья либо умирают, либо собираются.

Недавний селекционный урожай одиночных деревьев в северном лиственном насаждении.

«Уловка» системы отбора заключается в способности саженцев деревьев переносить затененные условия на лесной подстилке.Учитывая разнообразие лесов Мичигана, неудивительно, что одни виды деревьев растут в тени, а другие — нет. Для этих теневыносливых пород деревьев хорошо подходят формы селекционного менеджмента.

«Темная сторона» управления селекцией — это когда «отбираются» не те деревья для сбора урожая. Высококачественная профилирование, обрезка по ограничению диаметра и другие недобросовестные действия могут нанести серьезный ущерб лесу. Во-вторых, выборочная рубка леса, который не может восстановиться в остаточных тенистых условиях, также может нанести ущерб.

Сплошная рубка — это решение для тех типов леса, саженцы или ростки которых требуют полного солнечного света. Семена и бутоны хорошо отзываются на прогретую землю. Обилие света дает отличный рост, один из самых быстрых, которые у нас есть. Такие виды, как осина, береза ​​бумажная и сосна обыкновенная, требуют полного солнечного света.

Сплошная вырубка, дуб / красный клен, с семенами дуба.

«Уловка» сплошных рубок заключается в том, чтобы оценить, как природа проводила сплошные рубки до того, как появились люди, владеющие бензопилами и комбайнами.Лесные пожары, ветер, нашествия насекомых и наводнения были обычными способами, которые природа использовала для выравнивания больших участков леса Мичигана, чтобы позволить солнечным лесам возродиться.

Учитывая нашу огромную зависимость от лесов, убытки от этих природных явлений обычно рассматриваются как отрицательные, и их следует избегать, если это возможно. Вырубка леса — это экономичный и экологически эффективный способ уменьшить негативные последствия стихийных бедствий, в то же время учитывая экологические требования, предъявляемые к этим типам лесов.

Возобновление осины через 5 лет после сплошной рубки.

Система shelterwood находится где-то между визуальными крайностями сплошных рубок и управления селекцией. Родительский лес удаляется в несколько этапов, на каждом этапе последовательно устанавливаются оптимальные условия окружающей среды для восстановления деревьев, а затем продолжается восстановление до точки, где можно вырубить оставшийся родительский лес. Красные дубы и насаждения из белой сосны часто выигрывают от заготовки лесной древесины.

Заготовка Shelterwood в дубовой стойке для стимулирования регенерации.

Системы ведения лесного хозяйства и заготовки древесины используют очень глубокий резервуар лесных исследований и опыта. Практики в прикладных экологических науках хорошо обоснованы, несмотря на то, что некоторые из них могут показаться стороннему наблюдателю.

Представление о том, что рубка деревьев — это «плохо», стало укоренившимся в культуре заблуждением. Древесина — это возобновляемый природный ресурс, обеспечивающий преимущество перед любым другим сырьем.Заготовка и обработка изделий из дерева также по любым меркам меньше всего негативно влияет на окружающую среду.

Shelterwood в подставке из дуба / красного клена. Дуб удален для борьбы с увяданием дуба.

Все деревья умирают. Использование некоторых из них для удовлетворения наших потребностей — это хорошо. В США каждый человек использует около 9-10 фунтов древесины в день. Тем не менее, в Мичигане лес растет в огромных количествах, что является одним из самых больших накоплений в стране. Лесная промышленность обеспечивает рынки для изделий из древесины, что расширяет возможности ведения лесного хозяйства.Эти отрасли стали особенно важными в наших сельских районах.

Управляемые леса обеспечивают более здоровые леса и производят больше всех ценностей, которые мы хотим от лесов. Многие группы, заботящиеся об окружающей среде, каким-то образом превращают лесозаготовки в негативные последствия. В наши дни есть множество серьезных экологических причин, из которых можно выбирать, но противодействие вырубке деревьев — не одна из них.

Вы нашли эту статью полезной?

Расскажите, пожалуйста, почему

Представлять на рассмотрение

Мебельная промышленность | Britannica

История

Образцы старинной мебели чрезвычайно редки, но есть значительные знания о предметах, изготовленных мастерами в Китае, Индии, Египте, Месопотамии, Греции и Риме по живописным изображениям.Кровати, столы, стулья, ящики, табуреты, сундуки и другие предметы почти всегда делались из натурального дерева, хотя шпон был известен в Египте, где из него делали гробницы большой прочности. Римляне тоже использовали фанеру, но в основном в декоративных целях. Бронза также использовалась в римских столах, табуретах и ​​рамах кушеток. Стенные росписи Помпеи показывают, что простые, неукрашенные деревянные столы и скамейки были стандартом на кухнях и в мастерских, а обшитые панелями шкафы были обычным явлением. Сундуки для ценностей покрывали пластинами или связывали железом.

Раннее средневековье было намного беднее всякой домашней обстановкой, чем римский мир, но в XIV и XV веках растущее изобилие привело к значительному возрождению производства мебели с появлением множества новых типов шкафов, ящиков с отделениями и т. Д. появляются какие-то столы. В частности, религиозные дома были хорошо обставлены мебелью. Каркасные панели, вновь представленные в Бургундских Нидерландах, быстро распространились. Паз, шип и митра обеспечили значительно улучшенные соединения.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Растущее совершенствование техники привело к революционным изменениям в мастерах изготовления мебели. Там, где раньше плотники и столяры изготавливали мебель и все виды строительных конструкций из дерева, несколько обстоятельств в сочетании создали новую профессию: краснодеревщика. Наиболее важным техническим фактором было введение или повторное внедрение облицовки сначала в Западной Европе, затем в Великобритании, Северной Америке и других местах.

В более ранней системе каркаса и панели каркас придавал требуемую прочность как по длине, так и по ширине, причем панель представляла собой просто заполнение, удерживаемое в канавках. Его привлекательный внешний вид был результатом бликов и теней, созданных обрамлением, лепкой и резьбой, которые составляли основные средства украшения. Текстура дерева была случайной.

Введение облицовки совпало с использованием ореха в качестве мебельной древесины. Вскоре стало понятно, что текстура такой древесины может иметь декоративную ценность, особенно потому, что облицовка позволяет использовать такие визуально привлекательные части древесины, как заусенцы, стыки и завитки, что ненадежно при использовании в качестве цельной древесины.Стало обычным, чтобы волокна шпона шли поперек из-за его декоративного вида. Маркетри (форма инкрустации шпоном) был еще одним примером декоративного использования текстуры и цвета дерева на поверхностях, не нарушенных обшивкой.

Вдобавок к облицовке и новой системе строительства, в которой она использовалась, толчком к развитию торговли производством мебели послужил растущий рыночный спрос, обусловленный растущим благосостоянием 17-18 веков.В новой системе строительства простые плоские части соединяются вместе, а затем облицовываются. Это контрастирует с традиционным каркасным методом, когда рельсы и стойки соединяются с помощью пазовых и шиповых соединений, при этом панели вставляются в пазы.

Совпадение с этим изменением или предшествующее ему на несколько лет было еще одним отколом: председатель, который стал еще одним специализированным мастером. Сначала председательство было тесно связано с токарной обработкой дерева, но к 18 веку точеные ножки были в значительной степени заменены фигурными ножками типа кабриоль.С тех пор председательство остается отдельной отраслью мебельного производства.

Этот рост производства столярных изделий как отдельной отрасли в конечном итоге привел к значительной стандартизации методов строительства, особенно в отношении типов используемых соединений и толщины древесины для различных частей. Это также привело к усилению разделения труда. Токарное дело стало отдельным ремеслом, а краснодеревщик собирал точеные детали; раскрой шпона и маркетри краснодеревщик не делал, хотя укладывал и то, и другое; Резьба тоже требовала навыков, опыта и инструментов мастера, который больше ничего не делал.Другой специалист, обойщик, делал свою работу после того, как председатель сделал каркас; и кажется вероятным, что краснодеревщик редко занимался отделкой. Так было и в конце XIX века, когда французская полировка стала стандартным методом отделки мебели.

Важным изменением XIX века стало отделение в отрасли тех, кто производил мебель, от тех, кто ее продавал. Ранее заказчик нанял краснодеревщика, возможно, после консультации с дизайнерской книгой Chippendale, Hepplewhite или Sheraton.Или он мог разработать свои требования, посоветовавшись с краснодеревщиком, или, если он был достаточно богат, нанять архитектора или дизайнера. После середины 19 века выставочный зал приобрел популярность. Большой магазин часто сохранял свои собственные мастерские, где изготавливались специальные изделия по требованиям покупателей, но в большинстве случаев стало практикой покупать оптом у мебельных фирм.

Изделия из дерева

Изделия из дерева — неотъемлемая часть нашей повседневной жизни.Изделия из дерева используются в крупномасштабных изделиях, таких как дома, квартиры и высотные здания, инфраструктура, мебель, настилы, пирсы и полы, а также в мелкомасштабных вещах, таких как палубы, домики на деревьях, игрушки, инструменты и даже кухонная утварь. Члены AF&PA приняли устойчивый подход к заготовке древесины, и в отчете Лесной службы США за 2012 год указывается, что в США высаживается более 3,2 миллиона деревьев в день. В результате сегодня в США больше деревьев, чем 50 лет назад.

Что такое изделия из дерева?

Бумажная и деревообрабатывающая промышленность производит необходимые инновационные продукты для повседневной жизни. Когда деревья собирают, из них производят все виды бумаги и изделий из дерева. Заготовленные бревна окоряются и разрезаются на доски и доски. Части дерева можно превратить в целлюлозу и превратить в бумажные изделия. Кроме того, остатки производственного процесса используются для выработки электроэнергии для мельниц, гарантируя, что ничего не останется позади.

Как правило, высококачественная древесина у основания дерева обычно используется для изготовления более дорогих изделий, таких как шпон и большие куски пиломатериалов. Древесина по направлению к середине дерева имеет тенденцию уходить к таким вещам, как деревянные поддоны и более мелкие куски пиломатериалов. Более тонкая древесина по направлению к верхушке дерева и другие бревна, не подходящие для пиломатериалов, превращаются в щепу, которая превращается в древесную массу для бумажных изделий, таких как упаковка, салфетки, копировальная бумага и т. Д.

Небольшие ветки и верхушки иногда можно использовать в качестве топлива из биомассы, но промышленность также хочет оставить некоторый материал в лесу, чтобы улучшить качество почвы, сохранить влажность и обеспечить среду обитания для диких животных.

Какие виды изделий изготавливаются из дерева?

Древесина используется в широком спектре продуктов и сфер применения, о некоторых мы даже не помним или не задумываемся. Обычно древесина из заготовленных деревьев становится:

.

• Пиломатериалы: Пиломатериалы — это заготовленные деревья, превращенные в доски или доски. Это может быть древесина хвойных или твердых пород, и применение пиломатериалов зависит от породы. Пиломатериалы обычно используются в строительных материалах, но также могут использоваться в производстве мебели, полов.Пиломатериалы обычно классифицируются по толщине и длине.
• Конструкционные изделия из дерева: Конструкционные изделия из дерева представляют собой комбинацию древесины или побочных продуктов древесины и различных клеев для производства различных изделий. Это всеобъемлющая категория многих типов продуктов, используемых во всех типах приложений. Спроектированные деревянные изделия и приложения включают фанеру, ДСП, ламинат, конструкционные композитные пиломатериалы, древесноволокнистые плиты средней плотности, поперечно-клееную древесину, готовые деревянные двутавровые балки и клееную древесину (клееный брус) и многое другое.
• Строительные композитные пиломатериалы: Конструкционные композитные пиломатериалы (SCL) изготавливаются путем наложения слоев древесного шпона, прядей или хлопьев и клея, которые затем разрезаются на определенные размеры. Распространенными типами конструкционных композитных пиломатериалов являются клееный брус, пиломатериал из параллельных прядей, пиломатериал из клееной древесины и пиломатериал из ориентированной пряди. Из них делают такие вещи, как стропила, балки, балки и шпильки.
• Панели: Существуют как структурные, так и неструктурные панели.Например, фанера и ориентированно-стружечная плита могут использоваться в строительстве, тогда как древесно-стружечная плита и древесноволокнистая плита средней плотности (МДФ) в основном используются в производстве мебели или столярных изделий.
• Массовая древесина: Массовая древесина — это новый и инновационный стиль деревянного строительства, в котором большие деревянные балки и толстые панели используются для стен и крыш и позволяют возводить здания намного выше, чем традиционные методы легкого каркаса, обычно связанные с деревянным строительством. .Типы массивной древесины включают поперечно-клееный брус (CLT), клееный брус (клееный брус), клееный брус (NLT) и клееный брус (DLT). SCL определенного размера также может соответствовать требованиям норм для массивной древесины.

Но знаете ли вы, что, поскольку промышленность использует почти все части дерева в производственном процессе, побочные продукты древесины и строительные блоки из дерева, такие как целлюлоза, используются не только в строительных материалах и бумажных изделиях? В процессе производства образуются опилки и щепа, которые могут стать топливом для электростанций или использоваться в конструкционных изделиях из дерева.Кроме того, из древесной массы производятся такие продукты на основе волокон, как распушенная масса, бумажные листы, салфетки, картон и тарный картон. Кроме того, химически обработанная древесина приводит к образованию целлюлозы, которая используется в таких вещах, как ЖК-экран или текстиль из искусственного шелка. Эффективное использование дерева сводит к минимуму отходы в производственном процессе и дает ценные продукты, которые вы используете в повседневной жизни.

Зачем нужны изделия из дерева?

Продукция из дерева экологична

Продукция из дерева производится из возобновляемого ресурса — деревьев, которые повторно высаживаются для обеспечения устойчивого снабжения.Кроме того, их производство менее энерго- и углеродоемко, чем конкурирующие материалы, такие как бетон и сталь. Кроме того, изделия из дерева накапливают углерод. Это означает, что по мере роста дерево поглощает углерод, а когда дерево превращается в строительные материалы, углерод остается запертым в готовых материалах в течение десятилетий. Кроме того, исследования показали, что строительство из дерева производит меньше выбросов парниковых газов, чем строительство из других материалов.

Продукция из дерева сохраняет леса как леса

Спрос на изделия из древесины помогает сохранить леса как леса.Посредством устойчивого управления лесами фермеры ответственно вырубают и пересаживают деревья, принимая во внимание дикую природу, разнообразие видов растений и способность лесов создавать водосборные бассейны и связывать углерод.

Использование меньшего количества изделий из древесины и бумаги снижает стимул к пересадке после сбора урожая и сохранению земель в лесах, а также увеличивает вероятность того, что они будут превращены в другие виды землепользования, такие как стоянки, участки или пастбища.

Продукция из дерева — новаторская

Растет спрос на более устойчивые, возобновляемые решения для искусственной среды, и промышленность удовлетворяет этот спрос с помощью древесины.Инновационные строительные дизайнеры, инженеры и исследователи наблюдают за успешным внедрением высоких деревянных зданий в Канаде, Европе и других частях мира, что способствует их внедрению в Соединенных Штатах.

Отношение прочности к массе древесины сравнительно выше, чем у стали, но при этом она содержит лишь небольшую часть воплощенной энергии. Древесина обеспечивает долговечность и сейсмостойкость, необходимые для высоких зданий, и при этом обеспечивает огнестойкость в соответствии с нормами. Изделия из массивной древесины обладают присущими им характеристиками огнестойкости, которые имеют решающее значение при применении в строительстве.

Как изготавливаются изделия из дерева?

Во-первых, вырубаются деревья из устойчиво управляемых лесов или плантаций, то есть вырубается определенный участок лесного ландшафта. Ветви и листья собранных деревьев удаляют и оставляют для укрытия и обеспечения питательными веществами новых деревьев. Затем деревья разрезаются на длину, удобную для загрузки, и транспортируются на лесопильный завод.

Бревна загружаются на конвейер, который доставляет их на мельницу, где они окоряются шлифовальными кругами или водой под высоким давлением во время вращения бревна.Удаленная кора может использоваться как что-то вроде садовой мульчи или сжигаться в качестве топлива для мельницы.

Затем бревна проходят через пилу, которая обычно управляется компьютером с помощью лазера, который разрезает бревна на различные грубо обрезанные доски для увеличения выхода продукции. Затем черновые доски снова сортируются по длине и породам. Плиты определенной длины и породы загружаются в печь для сушки, чтобы гарантировать качество продукции для клиента. Обрезанные и закаленные доски затем проходят строгальный станок, который сглаживает древесину до готовых пиломатериалов, где она затем сортируется.Наконец, пиломатериалы складываются, обвязываются и обертываются, чтобы их можно было загрузить для отправки.

Для изготовления такого продукта, как фанера, окоренные бревна загружаются на конвейер, где пила разрезает их на отрезки, известные как обрезные блоки. Блоки овощечистки замачивают в горячей воде для смягчения древесины. Затем размягченные блоки шелушителя попадают в токарный станок, и по мере вращения токарного станка нож снимает непрерывный тонкий лист шпона с блока.

Затем секции шпона сортируются и укладываются в стопки по сортам, а затем отправляются в сушилку.После высыхания куски шпона укладываются слоями, чтобы их можно было склеить. Склеенные листы загружаются в горячий пресс под углом 90 градусов друг к другу для упрочнения конечного продукта и сжимаются вместе под давлением при нагревании для отверждения клея. Наконец, листы фанеры обрезаются до окончательной длины и шлифуются.

Дерево в процессе строительства

Двор в дереве.

.

Дерево в традициях шведского строительства

Швеция имеет давние традиции строительства из дерева. Самые старые из сохранившихся деревянных построек датируются 13 веком.Поэтому деревянные дома прочно ассоциируются с нашим культурным наследием. С 1874 года национальный закон о строительстве и пожарной безопасности ограничил использование дерева в зданиях не более двух этажей.

Тем не менее древесина продолжала оставаться основным строительным материалом для индивидуальных домов и малоэтажных многоквартирных домов, поэтому более половины жилищного фонда Швеции построено из деревянных конструкций. Однако более высокие здания 20 века — как жилые, так и другие — были построены с использованием других строительных материалов.Только в 1994 году, когда Швеция стала членом ЕС, переход к строительным нормам, основанным на функциях, снова позволил возводить высокие здания с несущими деревянными каркасами, которые с использованием новых сочетаний материалов и технических решений обеспечивали такая же пожарная безопасность, как и у зданий из других материалов. Так началась новая эра деревянного строительства.

Современное деревянное строительство

Современные высокие деревянные дома выше двух этажей основаны на совершенно иных технических решениях, нежели те, что использовались исторически, поэтому термин «современное деревянное строительство» часто используется, чтобы провести различие между ними.Современное деревянное строительство основано на обширных международных и национальных исследованиях и разработках, а не на каких-либо национальных традициях. Это началось одновременно по всей Европе, поскольку изменение правил было частью директивы ЕС, и прогресс происходил параллельно на нескольких фронтах при большой открытости и сотрудничестве. Поэтому разработка продуктов, архитектура, материалы, строительные технологии, структурные расчеты и новые строительные процессы были разработаны и распространены очень быстро.

Современное деревянное строительство также характеризуется высоким уровнем промышленного изготовления и короткими сроками строительства, в то время как современные информационные технологии широко используются в процессе проектирования и производства.В целом, эти факторы влекут за собой совершенно иной процесс от концепции до завершения, нежели тот, который используется в традиционной строительной отрасли. Фактически, он охватывает модель, которую используют другие процессы промышленного производства, с более четкой спецификацией продукта и гарантией качества его работы прямо с цифровой доски для рисования. Точно так же при производстве и окончательной сборке широко используется автоматизация, при этом соблюдаются чрезвычайно строгие процедуры, обеспечивающие последовательное и правильное выполнение каждого проекта.

Деревянное здание

Новые возможности 1990-х годов по строительству больших и высоких зданий с деревянным каркасом вызвали интенсивное международное развитие материалов и систем, что привело к сегодняшней модульной конструкции и технологиям, основанным на появлении CLT. Первые в основном возникли благодаря шведским инновациям, в то время как кросс-клееная древесина (CLT) и строительные системы на основе этого материала были в значительной степени развиты в Центральной Европе.

В сочетании с хорошо зарекомендовавшей себя технологией изготовления клееного бруса конкурентоспособные строительные системы теперь доступны для всех типов зданий.Дома, многоквартирные дома, школы, детские сады, промышленные здания, общественные здания, автостоянки, холлы, спортивные арены, офисные здания, мосты для дорожных, пешеходных и велосипедных дорожек, а также специальные конструкции — современное деревянное строительство фактически не знает границ, и где мы думаю, что такие ограничения могут существовать, всегда ведутся разработки, чтобы добиться необходимых успехов. Никакие разработки в области древесных технологий не запатентованы, поэтому они находятся в свободном доступе, хотя и стандартизированы для международного использования.

Этот быстрый прорыв связан с трансграничным характером работы по улучшению деревянного строительства. Деревообрабатывающая промышленность является международной и поэтому всегда была объектом конкуренции, что сильно отличало ее от традиционной местной строительной отрасли.

В деревянных домах всегда используются и другие строительные материалы — например, деревянные фундаменты не используются. Существуют также композитные строительные компоненты, которые еще больше расширяют взаимодействие между материалами, и в будущем мы можем ожидать увидеть больше гибридных структур, в которых используются лучшие свойства каждого строительного материала.

Однако в настоящее время деревянная конструкция определяется как здание, в котором в качестве несущего каркаса используется древесина. Деревянный фасад обычно не является частью несущей системы, и многие современные деревянные здания скрывают материал системы снаружи. И наоборот, деревянный фасад может висеть на здании с другим материалом каркаса, и в этом случае конструкция не определяется как деревянное здание.

Давно известно, что древесина имеет высокую прочность по отношению к собственному весу, но основной международный интерес к деревянному строительству был вызван ее свойствами как возобновляемого материала, который также связывает углекислый газ (CO ₂ ).Это материал на биологической основе, который обладает определенными свойствами, на управлении которыми новое исследование должно было сосредоточить внимание в современных деревянных зданиях. Двумя такими свойствами являются огнестойкость и влагостойкость, и в местах соединений следует также упомянуть акустические свойства.

Деревянное здание — противопожарная и звукоизоляция

Риск пожара в населенных пунктах был причиной того, что в 1874 году были запрещены деревянные постройки выше двух этажей, а пожары в 1888 году, когда и Сундсвалль, и Умео сгорели дотла в один и тот же жаркий летний день, доказали, что опасность было реально.Методы тушения городских пожаров, возможно, использовались с 1950-х годов, но они не повлияли на наши правила пожарной безопасности. Изменения, произошедшие в 1994 году, были в первую очередь не изменениями в правилах пожарной безопасности, а шагом к усилению конкуренции в европейской промышленности строительных материалов.

Когда начались фундаментальные исследования современного деревянного строительства, естественно было начать с пожарной безопасности. Проверка была основана на принятых национальных правилах пожарной безопасности, которые предполагают, что пожар начинается в одной комнате.Пожарный отсек может состоять из нескольких помещений. Заданная противопожарная защита разделительных поверхностей пожарного отсека может быть достигнута с помощью несущей деревянной конструкции, утеплителя и облицовки гипсокартоном. Такие проекты сейчас проверены и приняты по всей Европе.

Деревянная конструкция подвержена технологической проблеме возгорания за пределами пожарного отсека из-за технических решений по звукоизоляции. Изоляция воздушного шума через стены, разделяющие квартиры и противопожарные отсеки, обычно обеспечивается воздушным зазором между двумя разделенными деревянными стенами, и аналогичное решение обычно применяется для изоляции ударного шума в конструкции пола.Это создает полости в конструкции, которые необходимо закрыть или разделить противопожарными преградами. Однако эта ключевая деталь также была тщательно протестирована и проверена.

Вообще говоря, требования к качеству в отношении герметизации каналов между противопожарными отсеками, таких как электрические кабели и трубы, являются высокими, когда каркасная конструкция содержит легковоспламеняющийся материал. Поэтому большим преимуществом является то, что эти трубопроводы можно разрезать в промышленном процессе, а не на строительной площадке.

Интересный побочный эффект — деревянное строительство привело к большему осознанию необходимости повышения пожарной безопасности во всех зданиях. Изучение потенциальных пожарных рисков в жилищном фонде и во всем строительном производстве обнаруживает определенные недостатки в действующих правилах. Самым очевидным является огонь, проникающий в противопожарный отсек снаружи: распространение огня через карниз на чердак — это один из примеров, который был обновлен и исправлен, а потребность в улучшении отсекания чердака — другой.Практика работы пожарно-спасательной службы также была предметом исследований и разработок.

Современные международные исследования развития и риска возникновения пожара помогли изменить подход к пожарной безопасности в зданиях. Поскольку древесина горит с постоянной скоростью проникновения, а материал в зоне пиролиза остается неповрежденным и несущим, сохраняемая и рассчитываемая несущая функция древесного материала при пожарной нагрузке считается основным преимуществом по сравнению со стальной балкой. несущая способность которых полностью зависит от сохранности огнестойкой изоляции.

Дом из дерева — влажность

Древесина, используемая для облицовки структурных элементов здания, должна быть высушена до влажности, соответствующей условиям, в которых она будет использоваться. Это также означает, что влажность должна быть адаптирована к производственному методу. Таким образом, устранение влаги в деревянных зданиях во время строительства заключается в том, чтобы не повышать содержание влаги, особенно содержание влаги на поверхности, во время процессов транспортировки, сборки и обеспечения водонепроницаемости здания.Меры различаются в зависимости от используемой строительной системы. В приведенном ниже описании строительных систем содержится информация по конкретной системе или ссылки на такую ​​информацию. Владельцы систем часто имеют свои собственные руководства по обеспечению качества.

Поскольку у современного деревянного здания нет времени для первоначального высыхания, все дополнительные обработки могут проводиться немедленно. Деревянный каркас будет подвергаться некоторой сушке в течение первого года, особенно во внутренних стенах и конструкциях пола, где содержание влаги упадет ниже 10%.

Базовое рассмотрение вопросов, связанных с влажностью, можно найти в главе «Влага в древесине».

Влага во внешних конструкциях, включая фасады, — это область, которая была тщательно проанализирована и описана в нескольких справочниках, в том числе в шведских публикациях Handbok för träfasader и Fuktsäker utformning av klimatskiljande byggnadsdelar med fuktkänsligt material , разработанном как часть WoodBuild исследовательский проект.

Det behövs ingen initial uttorkningstid för ett modernt trähus varför alla kompletterande unendlingar kan ske direkt. En viss uttorkning sker sedan i en regelstomme under första året, speciellt i innerväggar och bjälklag där fuktkvoten sjunker ниже 10%.

Временный навес для защиты от непогоды при строительстве жилого дома с деревянным каркасом, Сундбюберг.

.