CC BY
42
УДК 674.02
Носов Р.В. студент 4 курса
кафедра «Лесного хозяйства и деревообработки» Сыктывкарский лесной институт Россия, г. Сыктывкар СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
Аннотация:
Выявлена актуальность использования современных способов глубокой комплексной обработки древесины. Рассмотрены механические, химические, биологические технологии в деревообработке. Показаны перспективы лазерной, вибрационной и гидравлической резки. Систематизированы примеры обработки древесины для получения древопластов, ЛВЛ-брусов, тисненой поверхности холодным прессованием. Установлена необходимость полного использования отходов деревообрабатывающих производств. Представлены возможности гидробаротермической обработки в изготовлении древесных добавок для сельского хозяйства.
Ключевые слова: деревообработка, современные технологии, механические технологии, химические технологии, биологические технологии.
Nosov R. V.
4 th year student Department of Forestry and Woodworking Syktyvkar Forest Institute Russia, Syktyvkar MODERN WOOD PROCESSING TECHNOLOGIES
Abstract: The urgency of using modern methods of deep complex wood processing is revealed. Mechanical, chemical, biological technologies in wood processing are considered. The prospects of laser, vibration and hydraulic cutting are shown. The examples of wood processing for the production of wood drills, lumber timber and embossed surface by cold pressing are systematized. The need for the full use of woodworking waste is established. The possibilities of hydrobarothermal treatment in the production of wood additives for agriculture are presented.
Key words: wood processing, modern technologies, mechanical technologies, chemical technologies, biological technologies.
Российская Федерация по уровню производства круглого леса в структуре мирового производства данного ресурса занимает второе место после США, опережая Бразилию, Канаду и Китай, а по объему производства различных панелей на основе дерева - третье место, после Китая и США. При этом по уровню потребления круглого леса и деревянных панелей Россия также входит в пятерку стран-лидеров [1].
Одновременно, высокий уровень производства и потребления лесных ресурсов и истощение природных запасов древесины приводят к необходимости организации рационального природопользования, ресурсосбережения, решения вопросов экологической безопасности. В этой связи актуальными являются исследования, направленные на обобщение современных способов обработки древесины, а также наиболее полного использования отходов древесных производств.
В общем виде способы обработки древесины, характеристика которых представлена на рисунке 1, имеют механическую, химическую и биологическую природу.
Наиболее традиционными остаются различные типы механической обработки, выполняемые резанием, которое в технологических процессах может быть представлено пилением, фрезерованием, сверлением, точением, измельчением, строганием и др. с помощью различных деревообрабатывающих инструментов ручного, полуавтоматического и
автоматического типов.
Рисунок 1 - Характеристика способов обработки древесины (составлено автором по данным [2]).
Более перспективным в части механической обработки является лазерное резание, отличающееся повышенной точностью, возможностью изготовления мелких деталей и изделий сложной конфигурации с полным следованием лекалам. Данные технологии получили развитие в лазерно-
копировальных станках, где кроме сквозного резания осуществляется поверхностная обработка сверлением, перфорированием, гравировкой, в том числе с возможностью получения объемных изделий.
Современные технологические процессы также включают вибрационное резание полосовыми пластинками и вибропиление, где пластинка имеет зубчатую кромку, а также вибродолбление, вибросверление, виброшлифование и пр. процессы, повышающие качество поверхности и скорость обработки древесины. Кроме того, все типовые процессы механической обработки в современных производствах могут быть представлены гидравлическим воздействием, с применением струи воды высокого и сверхвысокого давления [3].
Интерес также представляют современные технологии обработки древесины в части изготовления слоистых материалов и использования древесных отходов. Так, кроме широко известных ДСП, ДВП, МДФ и прочих слоисто-стружечных материалов, изготовление которых требует сочетания механических и химических методов обработки древесины, существуют перспективные технологии получения древопластов. Последние изготавливают по технологии прессования или экструзии, изделия отличаются повышенной экологической чистотой и пониженной себестоимостью, т.к. имеют в составе древесные опилки и отходы, где связующим выступает нетоксичный полиэтилен или полипропилен, придающий изделиям стойкость к влаге, УФ-излучению, микроорганизмам, солевым растворам и др.
В целях глубокой переработки древесины рядом компаний внедрены инновационные технологии ее обработки и изготовления изделий, например ЛВЛ-бруса, в процессе непрерывного горячего прессования листовых изделий из хвойного шпона, с предварительно нанесенным синтетическим клеем.
Технологический процесс включает окорку, гидротермическую обработку, лущение шпона на высокопроизводительных линиях (18 бревен/мин), нанесение фенолформальдегидной смолы, сушку и прессование на горячем прессе с прессовочной длиной до 60 м. Остающаяся в процессе обработки мягкая сердцевина древесины применяется для производства гранул. В отличие от цельного и клееного бруса, изделия, полученные по данной технологии, отличаются прочностью и низким весом, высоким качеством и стабильностью размеров, отсутствием дефектов и значительной степенью использования древесины [4].
Механические способы в получении рельефных оттисков на древесине, в целях повышения эстетической привлекательности изделий, могут вызвать необратимое разрушение, что в сочетании с горячим прессованием может привести к потере вязко-упругих свойств. В этой связи предлагается тиснение посредством холодного прессования, с выдерживанием оптимальной глубины тиснения - 2,5 мм и последующим увлажнением поверхности для релаксации упругой деформации волокон и
появления оттиска [5].
Отдельные направления исследований посвящены технологическим процессам комплексной переработки кусковых и мягких отходов лесозаготовительных, деревообрабатывающих, мебельных и др. производств. В данном случае применяют сочетание механических и химических воздействий, например, посредством измельчения в технологическую щепу и ее использования в целлюлозном и гидролизном производстве. В зависимости от качества щепы, она может использоваться также в процессах получения древесно-стружечных композитов, арболита, дубителей, канифоли, смолы, топлива, угля и пр. [6].
Химическая обработка также применяется в процессах покрытия древесины антисептиками, пропитками, лаками, красками, гидрофобизирующими препаратами. Однако в связи с запретом Евросоюза на химически обработанное дерево многие страны пришли к применению термообработки, преимущественно для ценных пород древесины. Известны современные процессы термообработки и для растущих пород древесины. Так, на примере тополя, березы, карагача и акации, применен 3 класс (наивысший) термообработки при нагреве выше 2300С с одновременным пропариванием модифицирующими растворами (гипохроритом натрия), что повысило устойчивость древесины к гниению, хемостойкость, стойкость к внешним воздействиям [7].
Отходы процессов деревообработки используются в сельском хозяйстве в виде добавок к кормам, подстилок для животных и удобрений. Наиболее ценной считают осиновую кору, где содержится сырой жир - 7,3 %, протеин - 2,8 %, сахар - 2,2 %, которую можно вводить в корма без дополнительной обработки [8]. Возможна дополнительная обработка древесины биологическими и механическими способами. Так, при гидробаротермической обработке коры в автоклавах изготавливают осахаренный корм. При глубокой переработке получают ценные кормовые препараты и добавки, в частности кормовые дрожжи и осиновый жир.
«Гидробаротермическая обработка древесины производится в автоклавах вертикального и горизонтального действия, в экструдерах, дефибраторах, аппаратах гиролиза и повышенного давления. Технологический процесс осахаривания включает измельчение, увлажнение, выдержку в среде насыщенного пара при высоких температурах и давлении, подготовку к скармливанию животным» [9].
Таким образом, рассмотренные в статье современные технологии обработки древесины, базирующиеся на механических, химических, биологических способах, позволяют осуществить глубокую, комплексную переработку круглого леса, включая утилизацию отходов деревообрабатывающих производств, что будет способствовать рациональному использованию лесных ресурсов.
Использованные источники: 1. Forest products. Yearbook. Food and agriculture organization of the United
Nations. Rome, 2018. 358 p.
2. Современные технологии обработки древесины [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://infourok.ru/sovremennie-tehnologii-obrabotki-drevesini-2104046.html (дата обращения 27.06.2018).
3. Фокин С.В. Основы деревообработки. Саратов: ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ», 2013. - 69 с.
4. Торжокский эксперимент // Инновации. - 2009. - №1. - С. 2-3.
5. Кириллина А.В. , Ветошкин Ю.И. Художественно-декоративный вид отделки деталей из древесины... [Текст] // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1 (часть 1). - 8 с.
6. Полянин И.А., Макаров В.Е. Изготовление технологической щепы из некондиционной и пневой древесины...[Текст] // Современные наукоемкие технологии. - 2016. - № 10 (часть 2) - С. 292-297.
7. Турсунбаев Х.И., Усенбаев Б.У., Хожанов Н., Мусабеков К.К. Технология термообработки местных древесин // Проблемы науки. - 2016. - №4. URL: http://scienceproWems.ru/images/PDF/2016/4/tehnologija-termoobrabotki-mestnyh-drevesin.pdf.
8. Мохирев А.П., Безруких Ю.А., Медведев С.О. Переработка древесных отходов предприятий лесопромышленного комплекса, как фактор устойчивого природопользования // Инженерный вестник Дона. 2015. - №2. -Ч.2. URL.: vdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3011.
9. Коноваленко Л.Ю. Использование кормовых ресурсов леса в животноводстве: науч. аналит. обзор. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011 - 52 с.
