ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТОВ ИЗ ОТХОДОВ ЗАГОТОВКИ СЕМЯН ХВОЙНЫХ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 674.81:504.062.4

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТОВ ИЗ ОТХОДОВ ЗАГОТОВКИ СЕМЯН ХВОЙНЫХ

А. И. Криворотова1, В. М. Ушанова2, В. Д. Эскин3, О. А. Усольцев4

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: tkmkai@mail.ru

В работе рассмотрено использование отходов шишки хвойных пород после извлечения семян в процессе их заготовки для реализации национальной программы искусственного восстановления лесов. Полученные данные могут служить основой для создания перспективных способов переработки образующихся отходов в композиционные материалы.

Ключевые слова: шишки хвойных, лесовосстановление, композиционные материалы, использование отходов.

USING THE POSSIBILITY OF MANUFACTURING COMPOSITES FROM THE WASTE

OF HARVESTING CONIFEROUS SEEDS

A. I. Krivorotova, V. M. Ushanova, V. D. Eskin, O. A. Usoltsev

1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: tkmkai@mail.ru

The paper considers the use of coniferous cone waste after the extraction of seeds in the process of harvesting them for the implementation of the national program of artificial forest restoration. The obtained data can serve as a basis for creating promising methods for processing the resulting waste into composite materials.

Keywords: coniferous cones, reforestation, composite materials, waste management.

Национальный проект «Экология», в состав которого входит федеральный проект «Сохранение лесов», реализуется в Российской Федерации с 2018 года. Главной задачей проекта является обеспечение баланса выбытия и воспроизводства лесов к 2024 г в 100 % соотношении [1]. По данным интерактивной карты Министерства ресурсов и экологии Российской Федерации общая площадь земель лесного фонда Красноярского края составляет около 164072,4 тыс. га. [2]. Федеральное агентство лесного хозяйства на основании приказа Минприроды России от 09.12.2014 № 545 «Об утверждении Методики оценки эффективности осуществления органами государственной власти субъектов Российской Федерации переданных в соответствии со статьей 83 Лесного кодекса Российской Федерации полномочий Российской Федерации в области лесных отношений» ежегодно составляет рейтинг, который показывает, насколько эффективно регионы осуществляли переданные им полномочия в области лесных отношений [3]. Согласно рейтинга абсолютных данных о фактической площади искусственного лесовосстановления и лесоразведения в Красноярском края за 2019 год площадь искусственного восстановления составила 6978.8 га (7 место из 82), за 2020 год - 10 713.1 га (2 место из 82) [3]. Тем не менее,

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Том 2

это нельзя рассматривать как рациональное использование лесного фонда края, так как в настоящее время количество изымаемых из окружающей среды лесов значительно превышает их возобновление. Это связано с большими площадями вырубок, пожарами, гибелью лесов от различных вредителей. Красноярский край в 2018 году по эффективности ведения лесного хозяйства располагался на 62 месте (81 место), в 2019 году - на 70 месте (82 места) [3].

Для увеличения площади искусственного лесовосстановления необходимо увеличить количество заготавливаемых в лесничествах семян для выращивания сеянцев. Одновременно это приведет к увеличению отходов, образующихся после обрушения шишки с целью извлечения семян.

Переработка таких отходов, как шелуха, скорлупа и остовы шишек, ведется достаточно редко и сводится к использованию их в качестве удобрений или мульчи [4]. Наиболее известны способы переработки отходов шелушения семенных шишек кедра, которые используются для получения кедрового масла и других продуктов, содержащих биологически активные вещества, используемые в фармацевтической отрасли. Комплексная переработка биомассы кедрового ореха освещена в достаточно большом количестве научных работ [5-9]. Биомасса шишек остальных хвойных пород перерабатывается значительно реже.

В производстве композиционных материалов отходы обрушения шишки практически не используются. Наиболее успешным примером такой переработки может служить материал «Кедропласт» - шелуха, остовы кедровой шишки, скорлупа ореха, живица запрессовываются под определенным давлением при повышенной температуре с получением ровных или рельефных плиток [10].

Целью работы являлось изучение возможности использования отходов заготовки семян хвойных для изготовления композиционных материалов различного назначения.

Композиционным материалам в зависимости от степени измельчения отходов обрушения шишек хвойных пород можно придать разнообразный декоративный вид. Область использования таких материалов зависит от вида применяемого клеевого состава - от филенок межкомнатных дверей и кухонной мебели, шкафов в гостиных и буфетов до материала для облицовывания древесностружечных плит и фанеры [11].

В качестве основы для клеевого состава предлагается использовать поливинилацетатную дисперсию, меламиноформальдегидную смолу и биоклей. Расход клеевого состава и режим прессования для каждого вида клеевого состава подбирался индивидуально с учетом требуемой упрессовки и плотности образцов. Для создания декоративного эффекта и обеспечения требуемой плотности измельченная до фракций 10 и 7/дно шишка смешивалась в соотношении 40/60 мас.ч. соответственно.

По результатам исследований установлено, что физико-механические свойства изготовленных образцов на основе измельченной шишки хвойных пород имеют несколько меньшие значения в сравнении со стружечными плитами, спрессованными на аналогичных клеевых составах в соответствие с принятыми режимами. Тем не менее, разница в значениях составляет не более 15 %, что является удовлетворительным для заявленных видов использования разрабатываемых материалов.

Таким образом, отходы шишек после извлечения семян можно использовать для изготовления композитов с хорошими физико-механическими и высокими декоративными свойствами.

Библиографические ссылки

1. Министерство природных ресурсов и экологии РФ [Электронный ресурс]. URL: http://www.mnr.gov.ru/press/news/federalnyy proekt sokhranenie lesov vosstanovleno 245 tysy ach_ga_lesnykh_nasazhdeniy/ (дата обращения 10.03.2021).

2. Министерство природных ресурсов и экологии РФ [Электронный ресурс]. URL: https://www.mnr.gov.ru/activity/regions/krasnoyarskiy_kray/ (дата обращения 10.03.2021).

3. Федеральное агентство лесного хозяйства [Электронный ресурс]. URL:http://rosleshoz.gov.ru/rates/reforestation_artificial (дата обращения 9.03.2021).

4. САУ лесного хозяйства ВО «ВОЛОГДАЛЕСХОЗ» [Электронный ресурс]. URL:

https://vologdaleshoz.ru/produktsiya/mulcha-iz-shishek-khvojnykh-porod (дата обращения 10.03.2021).

5. Пат. 2096443 Российская Федерация, МПК6 С1 С11 В 1/10. Способ получения кедрового масла / Рубчевская Л. П., Лебедева О. И., Ушанова В. М., Репях С. М., Лобадина М. Н. № 95103692/13; заявл. 07.03.95; опубл. 20.11.97, Бюл. № 32. 4 с.

6. Пат. 2138541 Российская Федерация, МПК6 С1 С11 В 1/10. Комплексная переработка кедрового ореха / Рубчевская Л. П., Лебедева О. И., Ушанова В. М., Девятловская А. Н., Пронина Л. В., Репях С. М. № 96116042/13; заявл. 02.08.96; опубл. 27.09.99, Бюл. № 27. 4 с.

7. Пат. 2194745 Российская Федерация, МПК7 С2 С11 В 1/10. Способ получения кедрового масла / Лебедева О. И., Ушанова В. М., Рубчевская Л. П., Репях С. М. № 2000119332/13; заявл. 19.07.2000; опубл. 20.12.2002, Бюл. № 35. 3 с.

8. Пат. 2174011 Российская Федерация, МПК7 А61 К 35/78, С07 С 37/80. Способ получения полифенолов / Рубчевская Л. П., Лебедева О. И., Ушанова В. М., Лисс Е.В., Репях С. М. № 99115296/04; заявл. 12.07.1999; опубл. 27.09.2001, Бюл. № 27. 3 с.

9. Лис Е. В. Химический состав шишек Pinus sibirica R. Mayr : дис. ... канд. химич. наук. Красноярск: СибГТУ, 2006. 151 с.

10. Кедровая плитка [Электронный ресурс]. URL: http://xn—7sbbfjfzkgi3api9azp.xn--p1ai/ (дата обращения: 29.03.2021).

11. Звонарева П., Янгулова И. Экоматериалы как средство выражения в дизайне // Инновационные материалы и технологии в дизайне: VI всероссийская научно-практическая конференция с участием молодых ученых (26-27 марта 2020, г. Санкт-Петербург): тезисы докладов / ред. кол.: О. Э. Бабкин (отв. ред.) [и др.]. - Санкт-Петербург: СПбГИКиТ, 2020. С. 49-51.

© Криворотова А. И., Ушанова В. М., Эскин В. Д., Усольцев О. А., 2021