По научным основам инновационных технологий

     К измельченной древесине  относят: щепу, дробленку, стружку, опилки, древесную муку и пыль. Некоторые из них, например дробленку и древесную пыль, используют только как полуфабрикаты в производстве композиционных материалов.

     Щепа. Этот вид продукции получают путем измельчения древесного сырья рубильными машинами или соответствующими рабочими узлами в составе технологических линий. Различают щепу технологическую, зеленую (с примесью коры, хвои, листьев) и топливную. Древесина всех хвойных и лиственных пород используется при производстве щепы для получения сульфатной целлюлозы и полуцеллюлозы, дрожжей, спирта, ДВП и ДСтП. Породный состав щепы остальных назначений дифференцирован с учетом химических свойств и строения древесины. Например, для производства глюкозы применяют щепу из древесины хвойных пород, для ксилита – из березы, для фурфурола – из лиственных пород.

     Производство  технологической  щепы.

     Щепа  для производства целлюлозы, древесных  плит и продукции лесохимических и гидролизных производств называется технологической щепой. Производство технологической щепы является наиболее массовым и универсальным способом использования низкокачественной  древесины и отходов лесозаготовок.

     Производство  щепы сравнительно молодая область  промышленной деятельности лесозаготовительных  предприятий. Однако благодаря своей  эффективности, высокому уровню механизации  производственного процесса, возможности  полного использования практически  любой древесины, неограниченному  спросу на щепу, производство ее развивается  очень быстрыми темпами. Эта щепа является полноценным сырьем для  целлюлозно-бумажной промышленности и  изготовления плит, с успехом заменяя  деловую балансовую древесину. Считается, что 1,1 м³ щепы, полученной из низкокачественной древесины и отходов равноценны кубометру деловой древесины. Производство технологической щепы в лесозаготовительных предприятиях организуется на нижних складах, где концентрируется вся заготовляемая древесина, в том числе и низкокачественная. Получение щепы возможно также и непосредственно в лесу.

     Технологическая щепа различается по размерам (длине  и толщине), породному составу, количеству примесей коры, гнилей и минеральных включений, а также по ряду других признаков. Требования к щепе определяются характером и особенностями тех производств, для которых она предназначается.

     Если  проанализировать требования к щепе, предназначенной для использования  в разных производствах, то нетрудно заметить одну принципиальную особенность, которая существенно влияет на технологию производства щепы. Эта особенность  заключается в допустимых нормах примесей коры в щепе. В целлюлозно-бумажном производстве используется щепа, примесь  коры в которой в зависимости  от сортности и способа варки не должна превышать 1-3%. На практике это означает, что сырье для выработки такой щепы должно быть окоренным. Щепа для производства плит может иметь 12-15% коры, следовательно, она может производиться из неокоренного сырья. Наконец, в щепе, кроме коры, допускается до 5 % зелени. Такая щепа, получившая название «зеленой щепы», может изготовляться из целых маломерных деревьев или сучьев вместе с хвоей, хвойной лапкой, листьями и не одревесневшими побегами.

     Производство  технологической щепы из низкокачественной  древесины складывается из следующих  операций: раскалывания чураков, окорки поленьев, удаления гнили, измельчения поленьев на щепу, сортировки щепы и транспортировки на склад или погрузки в вагоны-щеповозы или в автощеповозы.

     Технологические древесные опилки. Опилки получают при распиловке лесоматериалов. Этот вид измельченной древесины используют для получения целлюлозы, продукции лесохимических и гидролизных производств, изготовления древесных плит. Для гидролизных заводов спиртового и дрожжевого профиля могут использоваться опилки из древесины одних хвойных или лиственных пород; допускается использование смеси хвойных и лиственных опилок (но для выработки спирта должно быть не менее 80 % хвойных). Для заводов фурфурольного профиля допускают опилки из древесины только лиственных пород. Опилки не должны содержать более 8 % коры, 5 % гнили и минеральных примесей 0,5 %.

     Стружка древесная. Ее изготавливают из круглых лесоматериалов, кусковых отходов лесопиления, деревообработки, фанерного и спичечного производства. Она предназначается для упаковки продовольственных и промышленных товаров, для изготовления фибриловых плит и др. В большинстве случаев используется древесина хвойных и мягких лиственных пород. Например, для упаковки фруктов применяется тонкая и узкая стружка только из древесины ели, липы и осины, а для упаковки яиц – более крупная стружка из ели и пихты.

     Мука  древесная. Представляет собой продукт сухого механического измельчения отходов лесопиления и деревообработки. Ее используют в качестве наполнителя, фильтрующего материала, поглотителя и применяют в производстве пластмасс, линолеума, промышленных взрывчатых веществ и для других целей. В зависимости от назначения древесную муку вырабатывают из древесины хвойных или лиственных пород.

     Производство  деревянной тары.

     Потребность народного хозяйства в таре очень  велика; она увеличивается по мере роста выпуска промышленной продукции, товаров народного потребления, продукции сельского хозяйства.

В настоящее  время все более широкое распространение получают новые виды упаковки - картонная тара из влагостойких материалов, бумажные мешки, ящики из полимерных материалов и др. Производство деревянной тары широко развито в лесозаготовительных предприятиях. Это и понятно, если учесть, что именно здесь в значительных объемах сосредотачивается низкокачественная древесина, служащая основным сырьем для тарного производства. На нижних складах или в непосредственной близости от них строят тарные цехи, оснащают их станочным оборудованием, устраивают площадки для сырья и готовой продукции. Сырье для тарных цехов отсортировывают на нижнем складе в процессе раскряжевки хлыстов и сортировки лесоматериалов. Эффективность производства деревянной тары в условиях лесозаготовительных предприятий определяется грузооборотом нижнего склада, от которого зависит и объем сырья для выпуска тары, породным и качественным составом лесфонда, видом выпускаемой продукции, технологией, оборудованием. Для производства тарных заготовок и деталей используется древесина всех пород, как хвойных, так и лиственных. Длина сырья может быть от 0,1 до 6,5 м с градацией через 0,1 м. Диаметр - от 10 см и выше. В древесине толщиной до 30 см не допускаются здоровые сучки диаметром более 8 см, при большей толщине древесины здоровые сучки не учитываются. Допускаются табачные сучки диаметром до 7 см, если количество их не превышает 5 шт. на 1 м длины. В сырье не допускается наружная трухлявая гниль. В древесине диаметром более 60 см возможна любая гниль при условии, что толщина здоровой части будет иметь по радиусу не менее 10 см. Допускается червоточина, если имеется не более 10 отверстий на 1 м длины. Простая кривизна может быть до 8 %, сложная- не более 4%. Не разрешается использовать обугленное сырье. Сырье может поставляться как в коре, так и без коры. Сучки могут иметь высоту до 5 см. В тарных цехах лесозаготовительных предприятий тара делается не в окончательном виде, т. е. не ящики или бочки, а в виде заготовок и деталей для нее. В цехах делают дощечки и планки для ящичной тары и клепку - для бочковой. Эти изделия выпускают в виде тарных комплектов, т. е. наборов дощечек и планок для выпуска тары определенной спецификации, размеров и назначения.

     Ящичная тара делится на промышленную и плодовоовощную.

     Наиболее  высокий выход продукции получают при индивидуальном раскрое, когда  учитываются особенности каждого  кряжа. Однако производительность оборудования и рабочих цеха при этом ниже, чем при групповом раскрое. Групповой  раскрой производится за один проход бревна через головной станок, индивидуальный - за несколько проходов. Групповой раскрой применяют, когда сырье имеет примерно одинаковые размеры и относительно однородно по качеству.

     Производство  паркетных щитов.

     Паркетные щиты применяются для настила  полов. Они представляют собой клееную  конструкцию, состоящую из нескольких слоев. Основой щита является древесностружечная плита. Чтобы усилить плиту и придать ей жесткость, на обе ее стороны наклеивают шпон - сверху подслой и снизу оборотный слой. Толщина шпона 1,2-1,5 мм. Паркетные щиты делаются размером 0,6x0,6 м. Этот размер позволяет рационально раскраивать древесностружечные плиты, он соответствует строительному модулю. Щиты такого размера удобны при транспортировке и устройстве полов. При устройстве полов паркетные щиты соединяют рейками, которые вставляют в паз, выфрезерованный в кромках щита. Производство паркетных щитов заключается в выполнении ряда операций по раскрою плиты и шпона, их склеиванию и обработке.  

     Композиционные  древесные материалы  и модифицированная древесина.

     Композиционные  древесные материалы можно разделить  на две подгруппы: клееная древесина  и материалы на основе измельченной древесины. Отдельно рассматривается  массивная древесина с модифицированными  свойствами.

     Клееная древесина.

     Понятием  клееная древесина охватывается три вида материалов – слоистая клееная древесина, массивная клееная  древесина и комбинированная  клееная древесина. К слоистой клееной  древесине относится продукция, полученная из шпона: фанера, фанерные плиты, древесные слоистые пластики, а также гнутоклееные изделия. К  массивной клееной древесине  относится продукция, полученная из массивной древесины: клееные доски, бруски, брусья, плиты, используемые в  качестве полуфабрикатов, заготовок, деталей  и изделий. К комбинированной  клееной древесине относятся  материалы, полученные путем сочетания  массивной древесины и шпона, – столярные плиты.

     Некоторые из перечисленных разновидностей клееной  древесины представляют собой не материалы, а готовые изделия: другие – перерабатываются в рамках одного производственного предприятия  и не являются товарной продукцией.

     Фанера. Этот наиболее распространенный слоистый древесный материал представляет собой три и более склеенных между собой листов лущеного шпона с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях. Фанера используется в строительстве, судостроении, вагоностроении, машиностроении и других отраслях промышленности. Многообразное и широкое применение фанеры обусловлено тем, что по сравнению с пиломатериалами она обладает меньшей анизотропностью; пониженной способностью разбухать, усыхать, коробиться и растрескиваться, может быть изготовлена в виде больших листов при сравнительно малой толщине; легко принимает криволинейную форму и имеет другие преимущества.

     Фанерные  плиты. Эти клееные материалы включают не менее семи слоев лущеного шпона и имеют значительную толщину: 8-78 мм. Фанерные плиты используются в вагоностроении, сельхозмашиностроении, автостроении, также их используют для изготовления лыж, ручек и крюков хоккейных клюшек, для цельноклееных детских клюшек. Плиты могут быть облицованы строганым шпоном. Для внутренних слоев используют березовый, липовый, сосновый шпон.

     Древесные слоистые пластики. Этот композиционный материал изготавливают в процессе термической обработки под большим давлением из листов шпона, склеенных синтетическими клеями. Древесные слоистые пластики используют в электротехнике, судостроении (материал для дейдвудных подшипников), машиностроении в качестве конструкционного, самосмазывающего, антифрикционного материала.

     Композиционные  материалы на основе измельченной древесины.

     Древесностружечные  плиты (ДСтП). Этот композиционный материал получают путем горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим. Древесностружечные плиты широко используются в производстве мебели, строительстве и других областях. Древесные частицы получают путем переработки технологического сырья (низкокачественной древесины), технологической щепы, а также отходов деревообрабатывающих и фанерных производств, частично опилок. В качестве связующего для производства древесностружечных плит применяют чаще всего карбамидные, а также фенолформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы. У однослойной плиты размеры древесных частиц и содержание связующего примерно одинаковы по всей ее толщине. У трехслойной плиты внутренний слой отличается от наружных слоев размерами частиц и содержанием связующего. У многослойной плиты – более трех слоев, симметрично расположенных относительно среднего слоя. Для придания древесностружечным плитам био- , водо- и огнестойкости в них вводят антисептики. Перспективны плиты с ориентировочными частицами – для строительства, плиты с пониженной материалоемкостью и высоким качеством поверхности – для мебельного производства и тонкие однослойные плиты непрерывного прессования – для тары, панелей.