Методичні поради

Для самостійного вивчення технологій деревообробної та целюлозно-паперової промисловості, виробництв паперу та картону рекомендується ознайомитись з рекомендованою літературою, вибрати перспективні технології, вивчити їх та скласти короткий конспект.

Особливо варто звернути увагу на використання маловідходних технологій в цій галузі.

Лісопромисловий комплекс України включає лісогосподарський, деревообробний, целюлозно-паперовий, лісохімічний підкомплекси.

Лісогосподарський комплекс складається з двох підгалузей: лісового господарства і лісозаготівельної промисловості.

Ліси України поділяють на дві групи. До першої належать водоохоронні, захисні, санітарно-гігієнічні та оздоровчі ліси, а також заповідники, національні парки та інші спеціальні ліси. Деревина там заготовлюється тільки під час догляду санітарних і лісовідновних робіт. До другої групи належать ліси, що мають захисне та обмежене експлуатаційне значення.

Лісозаготівельні роботи складаються з кількох процесів: підготовка лісосіки, розбивання на ділянки для вирубки, прокладання трелювальних шляхів, вирубка лісу, розпилювання деревини на круглий сортамент і вивезення її в місця заготівель до проміжних або кінцевих пунктів.

Лісопильне виробництво. Круглий лісоматеріал, що надходить з лісозаготівельної промисловості, на лісопильних заводах розпилюють на бруси, дошки, шпали та ін. Лісопильні заводи мають склад сировини, лісопильний цех, склад пиломатеріалів і допоміжні цехи. Деякі лісопильні заводи мають лісосушарні і деревообробні цехи; поряд з пиломатеріалом вони випускають різні готові вироби: комплекти дерев’яних вузлів, деталі будинків, готову дерев’яну тару, пристрої для текстильних виробництв, взуттєві колодки, меблі та ін.

Усі лісоматеріали класифікують за породою деревини, розмірами і характером обробки.

Продукція лісопильного виробництва – лісоматеріали, які мають одну форму і оброблені однаковим способом, називають сортаментом. Кожен сортамент поділяють на розміри, що мають свої назви, а кожний розмір за якістю поділяють на сорти.

Виробництво фанери. Фанерою називаються тонкі дерев’яні пластини або листи, які застосовують як будівельний і столярний матеріал. Залежно від способу виробництва розрізняють фанеру ножову, або облицювальну, і клеєну. Клеєну фанеру виготовляють з трьох або більше шарів лущеного шпону (тонких листів деревини), склеєних між собою так, що волокна суміжних шарів перехрещуються. Клеєну фанеру широко застосовують у різних галузях промисловості. Технологічний процес виробництва клеєної фанери складається з таких основних операцій: розпилювання колод на кряжі, пропарювання кряжів, знімання кори з кряжів, лущення шпону, розрізання шпону на листові заготовки, сушіння шпону, нанесення клею на шпон, заготівля листів (пакетів) і їх склеювання під тиском, обрізка кромок, усунення дефектів та оздоблення, пакування готової продукції. Клеєну фанеру виготовляють з берези, вільхи, сосни, осики, липи, дуба, смереки і ялини.

Фанеру ножову виготовляють з твердих і цінних порід деревини – дуба, ясеня, горіха, червоного дерева, зрізуючи тонкі листи деревини на спеціальних фанерно-стругальних верстатах і застосовують для оздоблення (фанерування) столярно-меблевих виробів.

Столярно-меблеве виробництво складається із окремих стадій технологічного процессу: сушіння матеріалу; розкроювання матеріалів на заготовки; механічна обробка чорнових заготовок; склеювання та личкування чистових заготовок; надання кінцевих розмірів, форми і шорсткості поверхні заготовок. Кінцевою обробкою чистових заготовок, виготовлених з масивної деревини, деревних матеріалів, склеєних або личкованих, є виготовлення сполучних елементів, надання відповідного профілю окремим елементам. Процес складання виробів залежить від конструкції виробу і являє собою складний і разом з тим трудомісткий технологічний процес, оскільки від його виконання залежить міцність, надійність і довговічність виробів.

Хімічна переробка деревини. Підприємства хімічної переробки деревини виробляють деревне вугілля, оцтову кислоту, каніфоль, скипидар, ефірну олію, формалін, карбамід, метиловий спирт, кормові дріжджі та ін. продукцію.

Методами хімічної переробки деревини є суха перегонка, гідроліз та каніфольно-скипидарне виробництво. Для переробки використовують дрова і дерев’яні відходи (тирсу, сучки, пні та ін.).

Хімічний склад деревини досить складний і залежить від її породи, елементарний склад для всіх порід майже однаковий. Рослинна тканина деревини складається з целюлози (40…50 %), геміцелюлози (17…30 %), лігніну, барвників, смол, дубильних речовин (3…8 %). Суха перегонка (піроліз) деревини – це процес розкладання деревини при нагріванні до 450—550 °С без доступу повітря. При сухій переробці деревини утворюється деревне вугілля і леткі продукти, які при охолодженні дають надсмольну воду – розведену оцтову кислоту, метанол, ацетон та дьоготь – складну суміш органічних речовин. Залежно від породи деревини і умов сухої перегонки одержують деревне вугілля потрібної якості. Деревне вугілля – ефективне паливо для виплавляння високоякісних чавунів.

Гідроліз деревини – це виробничий процес хімічної переробки деревини для оцукрення целюлози внаслідок її обробки водою і мінеральними кислотами в умовах підвищеної температури. Гідролізні виробництва забезпечують комплексне використання всіх цінних речовин, що містяться в сировині, а також відходів лісопилення і деревообробки.

Сировиною для каніфольно-скипидарних виробництв є живиця, яку добувають із сосни, або смола старих пеньків хвойних дерев; вони містять до 30 % смолистих речовин (пеньковий осмол). Смолу з пенькового осмолу видобувають перегонкою, потім очищають і другою перегонкою розділяють на легкокиплячий скипидар та каніфоль, що залишається в кубі.

Продукти лісохімічної промисловості знаходять найрізноманітніше застосування в народному господарстві. Скипидар застосовують для виготовлення лаків, олійних фарб і синтетичної камфори, він є розчинником смол, лаків, каучуку та ін. Каніфоль застосовують для виробництва мила, лаків, сургучу, консистентних мастил, а також як добавку при проклеюванні паперу.

Целюлозно-паперове та картонне виробництво являє собою сукупність виробничих процесів, пов’язаних з виготовленням волокнистих матеріалів-фабрикатів листоподібної форми (паперу) і целюлози, яка є напівфабрикатом для виробництва штучного волокна, пластмас, лаків, кіноплівки, пороху і ін. Основною сировиною целюлозно-паперового виробництва є деревина. До останнього часу як сировину використовували деревину хвойних порід. Тепер використовують цілий ряд листяних порід, дров’яну деревину і відходи лісопиляння та деревообробки.

Виробництво паперу складається з ряду стадій: виготовлення волокнистої деревної маси (деревну масу виробляють механічним способом, протираючи деревину на спеціальних деревотерках, так званих дефібрерах; потім її сортують, очищають від великих часток і відбілюють); отримання паперової маси (деревну волокнисту масу змішують зі свіжою целюлозою (30-50 %); додають наповнювачі – тальк, каолін, крейду і проклеювальні речовини). Підготовлену паперову масу подають на папероробну машину. Розріджена волокниста маса наоситься рівномірним шаром на сітку (столова машина) або на сітчасті циліндри (циліндрувальна машина). Під час руху сітки значна частина води збігає в комірки, звідки її видаляють вакуум-насосами. Зневоднена паперова маса осідає на сітках, утворюючи пухке вологе полотно паперу певної товщини. Потім полотно паперу надходить до пресів, де з нього видаляють решту вологи, а потім просушують у сушильних барабанах. Щоб папір став гладеньким, висушене паперове полотно пропускають через каландр. Готовий папір розрізають на аркуші потрібного формату на саморізках, сортують і упаковують. Сучасні папероробні машини мають металеву сітку завдовжки не менше 30 м і завширшки до 7 м. Швидкість руху такої сітки залежить від сорту вироблюваного паперу і дорівнює 50—220 м/хв. Папероробні машини, які виробляють масові сорти паперу, працюють із швидкістю 400—500 м/хв і більше.

Для виробництва картону використовують той самий волокнистий матеріал, що й для паперу, але в ряді випадків до нього додають вовну або азбест. Папір і картон широко використовують для виготовлення тари, яка йде на упаковку найрізноманітніших матеріалів і замінює значною мірою дефіцитні тканини або важку дерев’яну тару.

Екологія. Виробництво паперу та картону потребує багато ресурсів, особливо деревини, води та енергії, викидає в очисні споруди велику кількість забрудненої води. На виробництво 1 т паперу витрачають до 4,5 м³ деревини. Заміна деревини макулатурою знижує витрати на виробництво паперу у 2—3 рази. Одна тонна макулатури економить 3—4,5 м³ деревини, або близько 15 великих дерев. Сучасне виробництво паперу маловідходне, оскільки браковану паперову продукцію (як мокру, так і суху) переробляють на папір. Воду, яку вилучають із паперової маси, використовують у замкнутому циклі. В очисні споруди випускається незначна кількість води, з якої вилучені волокна, що входять до складу паперової маси.