CC BY
72
КОСТРА ЛЬНА, КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Угрюмов С.А., Боровков Е.А., Щербаков А.Е., Абрамов Е.А., Даншин П.Ю.
(КГТУ, г. Кострома, РФ)
Directions ofprocessing fires offlax are submitted with the purpose of itseffective utilization. Literary data on use fires of flax in manufacture of composite materials of constructional purposeare given.
В последние годы наметился рост производства и переработки льна, как в России, так и во всем мире. Это обусловлено прежде всего повышенным интересом к производству и потреблению льняных тканей и одежды, которые обладают повышенными экологическими и эксплуатационными качествами.
По литературным данным [1] и данным Костромского научно- исследовательского института льняной промышленности в последние годы в России посевные площади льна-долгунца составляют примерно 110 тыс. га, при этом валовой сбор льна в переводе на волокно составляет 56 тыс. т. При переработки тресты на льноперерабатывающих заводах образуется порядка 110 тыс.т костры ежегодно. Основная доля производства и переработки льна (около 70%) приходится на Центральный и Западно-Сибирский районы.
Костра льна является эффективным материалом для переработки в материалы различного назначения, что обусловлено особенностями ее физико-химического строения и дешевизной.
Стебли льна при выделении волокна в процессах мятья и трепания разрушаются, а отпадающие одревеснелые части образуют костру. Размеры этих частиц колеблются от 1 до 10 мм по длине, чаще всего встречаются частицы длиной порядка 5 мм. Толщина колеблется в пределах 0,3...1,5 мм. По химическому составу костра сходна с древесиной.
Возможны различные направления эффективного использования костры льна.
1. Льняная костра по химическому строению сходна с древесиной, она содержит много стойких химических соединений - лигнин, целлюлозу, высокополимерные пентозаны [2,3], поэтому может склеиваться с применением клеев на основе традиционных смол, применяемых в деревообработке. Частицы костры образуют фракцию, пригодную для использования в плитном производстве без дополнительной обработки. Начальная влажность костры, поступающей с льноперерабатывающих заводов, составляет от 12% до 30%, что позволяет снизить затраты на сушку в сравнении с производством древесностружечных плит. На основе костры возможно изготовление конструкционных строительных и мебельных плит плот-
3 3
ностью от 600 кг/м и теплоизоляционных плит плотностью порядка 300 кг/м . Данная технология разработана и освоена в Чехии, Польше, России [1, 4]. Недостатками данной технологии является необходимость отделения из костры пылевидной фракции и волокна с целью снижения расхода связующего и повышения физико-механических свойств плит.
2. Костра может использоваться в комбинированных древесностружечных плитах. При этом основу прочности плите будет придавать внутренний слой из
древесной стружки, желательно плоской резаной, а наружные слои на основе костры льна будут создавать мелкоструктурную поверхность. При этом сокращаются затраты на поверхностную обработку плит (шлифование) и уменьшается количество образующихся отходов.
3. С 1985 г. начали производиться тепло-звукоизоляционные плиты малой плотности и с малым содержанием связующего - плиты сухого формования (МВБ). Они состоят из разволокненных частиц костры с добавлением до 8 % смолы и 1 % парафина. Выпуск таких плит освоен в Тайланде, Великобритании и Канаде [1]. При производстве плит МОБ костра не требует предварительной очистки, измельчения и сортировки. Эта технология очень проста. Она заключается в раз-волокнении увлажненной костры на дефибрилляторе и приготовлении однородной кострово-клеевой массы. После структурной гомогенизации смеси идет легкое формование плит нужной конфигурации. Плиты обладают высокой структурной однородностью, мелкоструктурной поверхностью и необходимой формой.
4. Костра может быть использована для изготовления плит без вяжущего. Данное производство включает процессы замачивания костры для ее разволокне-ния и формования, затем ведется обезвоживание плит пневмоотсосами или валковыми прессами. Завершает процесс сушка плит. Полученные данным методом
-5
плиты имеют малую плотность (250-420 кг/м ), обладают высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами, могут быть использованы в строительстве.
5. Эффективным направлением возможно использование костры льна в производстве композиционной фанеры, наружные слои которой состоят из взаимно перпендикулярных слоев лущеного шпона, а внутренним заполнением является клеевая композиция на основе костры льна. Основу прочности данному материалу придают слои шпона, при этом их расход на единицу продукции существенно снижается. Чем больше толщина композиционной фанеры и меньше толщина шпона в наружных слоях, тем меньше себестоимость материала.
При изготовлении композиционной фанеры необходимо создание комплекса оборудования, на котором по конвейерной технологии будет происходить формирование пактов и их горячее прессование за один цикл [5].
6. В льняной костре содержится до 64% целлюлозы [2,3], тогда как в древесине лиственных пород ее содержится до 47 % , в хвойных породах - до 58 % [6]. Содержание легкогидролизуемой части (пентозанов) в костре меньше, чем в древесине, поэтому применение костры в производстве плит с минеральными вяжущими, например с цементом, вполне оправдано. При этом воздействие так называемых «цементных ядов» на процесс структурообразования материала существенно снижается, а физико-механические показатели продукции возрастают.
7. Льняная костра может использоваться как топливо путем сжигания в специальных топках котельных с полным сгоранием, исключающим оседание зол и, наоборот, с образованием золы и ее использованием в качестве удобрений. Кроме этого на основе костры могут формоваться топливные брикеты для использования населением или котельными предприятий.
Следует отметить, что наибольший эффект от переработки костры достигается при производстве конструкционных материалов на ее основе, которые
могут использоваться в строительстве и мебельной промышленности для создания конструкционных элементов.
Литература
1. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н., Ольшанская О.М. Лен и его комплексное использование. -М.: Информ-Знание, 2002. -400 с.
2. Марков В.В. Первичная обработкам льна и других лубяных культур. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 375 с.
3. Суслов Н.Н. Проектирование предприятий первичной обработки лубяных волокон. - М: Легкая индустрия, 1973.- 375 с.
4. Чижек Я. Свойства и обработка древесностружечных и древесноволокнистых плит. Пер. с чешск. /отв. Ред. В.Д.Бекетов. - М.: Лесная промышленность, 1989. - 392 с.
5. Угрюмов С.А. Использование костры льна в производстве композиционной фанеры //Лесной вестник: Научно-информационный журнал. -М.: МГУЛ, 2005, №6. -с. 63-65.
6. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. - М: Лесная промышленность, 1986. - 386 с.
