Способы переработки древесных отходов — технологии, вторичная продукция и что делать дальше

Дерево является доступным и востребованным сырьем, которое используется во многих сферах жизни, в том числе в строительстве, дизайне, быту. В статье поговорим о способах переработки древесных отходов, их применении, а также о возможности создания бизнеса на этой основе.

Основные источники образования отходов древесины

В основном все остатки от переработки дерева образуются на перерабатывающих предприятиях в результате такой деятельности:

1. Изготовление мебели.
2. Картонно-бумажное производство.
3. Рубка, прореживание лесных массивов.
4. Изготовление бытовых предметов.
5. Изготовление строительных материалов.

Причем, из всего объема на изготовление собственной продукции занимает порядка 50%, а остальной процент – отходы производства:

• Стружка:
• Вершины;
• Брак;
• Сучья;
• Вершины;
• Опилки;
• Щепа;
• Корни, кора;
• Обрезки;

Внимание! Полезная информация: на каждом этапе производства в определенном количестве образуются отходы: от распила до рубки и готовых изделий. К примеру, на этапе разделки дерева уже появляются сучья и вершины.

На самой делянке уже остаются корни, пни, которые необходимо убрать с тем, чтобы освободить место для посадки нового леса. При первичной переработке остаются мелкие куски, кора, далее – стружка, щепа, отбракованные остатки, опилки.

Закон об обязательной утилизации древесных отходов

Как утверждают законодатели, с 2022 года планируется внести некоторые изменения в лесной кодекс. Депутаты обсуждают инициативу об обязательном приеме древесных отходов на переработку. Есть мнение, что необходимо на утилизацию древесных отходов сжиганием или захоронением.

Далее, все полученные остатки должны быть непосредственно переработаны в определенную продукцию, пойти на выработку энергии либо стать одним из компонентов товарной продукции. Закон готовится долго с тем, чтобы предприятия, задействованные в переработке древесной продукции, смогли перестроить свои мощности.

Виды древесных отходов

Все древесные остатки классифицируют по следующим категориям:

По месту образования древесных отходов: промышленные – это то, что образуется на предприятии в результате переработки, и лесосечные – остатки, которые остаются на местах лесозаготовок. К лесосечным относятся остатки от рубки, ветки, кора, верхушки и сучья – все то, что нецелесообразно транспортировать, перерабатывать.

Промышленная категория остатков имеет свою классификацию по степени твердости: мягкие – опилки, стружка и натуральная древесина – горбыль.

В промышленном производстве – это может быть: пыль после шлифовки, кора, кусковые отходы, опилки и стружка разной фракции.

Если же дерево обрабатывается химическим способом, то в результате образуются жидкие отходы – вискоза, лигнин.

Также существует классификация по пригодности к дальнейшей переработке и использованию – не подлежащие вовсе, первичные.

Способы переработки древесины

Выбор способа переработки полностью зависит от состояния дерева, его характеристик. Все способы подразделяются на три большие группы:

1. Механические.
2. Биологические.
3. Химические.

Это интересно! На крупнейших перерабатывающих предприятиях практикуют все виды переработки, а потому их производство считается безотходным.

Рассмотрим каждый из методов более подробно:

Биологические методы

С использованием данного метода происходит переработка низкокачественных остатков, которые остались после основного производства, к примеру, больных частей дерева. Все отходы отправляют в специальный контейнер вместе с бактериологическими соединениями и грибами, насекомыми. Такая смесь активизирует процесс брожения. Под воздействием микробного синтеза идет разложение опилок, а на выходе получается продукт для повышения плодородия почвогрунта. Рабочий процесс контролируется компьютером.

Механические методы

Под механическим методом стоит понимать разрыв древесных волокон при помощи фрезеровальных, строгальных или пильных агрегатов. Из-под инструменты выходят опилки, стружка или пыль, которые легко потом спрессовать в плиты – ДВП, ДСП. К мелкой фракции добавляют клеящий состав, разрезают на листы нужного формата, подвергают термообработке.

Химические методы

Химический метод считается сложным, подразделяется на несколько категорий, причем выбор зависит от состояния остатков, сорта дерева, а также от вида конечной продукции. Так, с помощью химической реакции получают целлюлозу, которая служит сырьем для производства картона и бумаги.

Рассмотрим три основных вида переработки:

Пиролиз древесины

Данный метод еще освоили в 19 веке, который заключается в том, что древесные куски определенной формы отправляют в сушильную камеру без воздуха. Под действием температуры в 450 градусов сырье расщепляется на жидкость (50%), газ (25%), твердое вещество (25%). Данные пропорции всегда варьируются в зависимости от породы дерева. Чаще такую процедуру применяют к лиственным породам дерева.

Уголь имеет свойство к возгоранию, а потому на промежуточном этапе его убирают из цепочки. Такие газообразные части, как метан, оксиды углерода, диоксиды, отправляют в конденсаторные установки. Остается только жидкость, из которой можно получить такие смолянистые вещества, как альдегиды, эфирные соединения, уксусная кислота, кетоны, метанол.

Метод гидролиза

При гидролизе сырье разогревается до 190 градусов, которое помещают в контейнер, под действием пара разбавляют серной кислотой. По результатам получается несколько веществ:

• Лигнин в твердом состоянии , который добавляют в клеящие составы при производстве древесных листов, в итоге получаются древесные плиты;
• Уксусная и муравьиная кислота, моносахариды, фурфурол, метанол в жидком виде. При последующей обработке происходит нейтрализация кислот при помощи гидроксида кальция, его фильтрация, брожение сахарного раствора до образования спирта. Получается 1,6% этанол, который идет на изготовление красителей, каучука, медпрепаратов;

Газификация древесины

Когда из древесного сырья невозможно изготовить готовый продукт, то его утилизируют методом газификации – так извлекается энергия из горения. Мусор из дерева отправляют в камеру с ограниченным поступлением воздуха: воздушные потоки нагоняются либо сверху, либо снизу. Во время горения древесины газы выводятся в противоположную сторону от нагнетания воздуха. Технология газификации используется для работы двигателя внутреннего сгорания или для отопления.

Оборудование для переработки дерева

Переработчики сырья приобретают разнообразное оборудование: сырье бывает неоднородным, да к тому же методы переработки применяются разные.

Популярностью пользуется такое оборудование для переработки древесных отходов, как измельчители, которые дробят целый кусок на стружку, опилки, а могут вовсе измельчить в пыль.

На начальном этапе, независимо от дальнейших действий, все остатки измельчают, а после уже перерабатывают при помощи других видов оборудования:

1. Станки.
2. Дробилки.
3. Прессы.
4. Печи.

А теперь обо всех немного подробнее:

Измельчители древесных отходов

В основном такая техника применяется для первичного дробления крупных веток, горбыля, небольших бревен. Агрегат используют для переработки на лесозаготовках, а также при переработке на лесозаготовках. Это своего рода гильотина с большим и острым ножом, который превращает головешки в щепу.

Ножевые дробилки

Устройство работает так, что кассета из дисковых ножей, схожее с циркуляркой, сразу измельчают древесину в щепу. Зубья режут головешки, превращая их в щепу мелкой фракции. В ход идет все: от свежего горбыля до б\у древесины с крепежными элементами.

Молотковые дробилки

Здесь применяется методика ударного принципа расщепления волокон. Диск станка оснащен подвижными стальными головками – молотками: во время работы диск разгоняет молотки, которые расщепляют дерево на части.

Печи

Мобильные и стационарные печи применяются для производства древесного угля. Под воздействием высоких температур происходит расщепление древесины на углеродные соединения, газы. При пиролизе стабильные соединения улетучиваются, на выходе остается лишь древесный уголь.

Станки

Мобильные и стационарные агрегаты производят древесные опилки мелкой фракции, которые впоследствии отправляются на производство целлюлозы, вискозы.

Станки рассчитаны на выполнение определенных функций, а потому конечный продукт имеет различные свойства:

Экспериментальный воздушно-плазменный газогенератор

Процесс плазменной газификации использует тепло плазмообразующих газов (воздух, кислород, водород, водяной пар), проходящих через плазмотрон, однако каждый газ требует отдельное техническое решение по конструкции плазмогенерирующего устройства. Применяемые на данный момент экспериментальные установки плазменной переработки отходов имеют металлоемкие дорогостоящие конструкции, вследствие высокой температуры плазмы, а используемые плазмотроны потребляют не менее 25 кВт электроэнергии. Такие особенности в оборудовании усложняют изучение процесса и поэтому не имеют широкого развития.

Опытными конструкторами был разработан и спроектирован экспериментальный воздушно-плазменный газогенератор, представленный на рисунке ниже

Особенность разработанного газогенератора заключается в возможности проводить исследования по плазменной газификации со стандартным плазматроном малой мощности до 3 кВт и малым количеством древесных отходов, что позволяет смонтировать установку в любой небольшой лаборатории при соблюдении требований безопасности и без необходимости иметь крупные запасы исследуемого материала.

Конструкция воздушно-плазменного газогенератора имеет три основных элемента: крышку, имеющую загрузочную горловину — 1 и узел подвода плазмы — 2, реакторный блок и зольник — 8. Для предотвращения перегрева плазмотрона узел подвода плазмы имеет систему водного охлаждения.

Реакторный блок состоит из обечайки — 3, реакционной камеры — 4 и коллектора — 7 для равномерной подачи газифицирующего агента. Для создания кольцевого пространства нужного сечения между обечайкой и реакционной камерой, установлена цилиндрическая перегородка. Создание сечения требуемого размера обусловлено прохождением через кольцевое сечение нагретого плазмой газа, который прогревает реакционную камеру — 4 в верхней части и обеспечивает протекание процессов сушки и пиролиза. Перегородка также создает внешнее пространство, заполненное термоизоляционным материалом — 5, обеспечивающим уменьшение тепловых потерь. Для контроля температурного режима в реакционной камере, предусмотрены технологические патрубки — 6 для термопар, а для отвода получаемого синтез газа патрубок — 9. Вследствие малых размеров разработанного экспериментального газогенератора все детали и узлы выполнены из качественной жаропрочной стали, с целью обеспечения проведения многократных исследований. Такая конструкция установки позволяет проводить исследования с отходами разной морфологии и в широкого диапазоне влажности, а при незначительной доработке использовать плазмотрон с другим плазмообразующим газом.

Виды вторичной продукции

Конечные, вспомогательные материалы являются вторичными продуктами деревообрабатывающего производства. Среди всех продуктов, которые изготовлены только из остатков – древесно-волокнистая плита (ДВП), древесно-стружечная плита (ДСП).

Наполнителем служат остатки станочной обработки – опилки, пыль, стружка. Связующим компонентом выступает лигнин, получаемый методом химической обработки всех древесных отходов. А на верхний слой используется шпон. Если сравнивать с изготовлением изделий из массива дерева, то на это уходит больше средств, сил, времени.

При применении химической технологии обработки на выходе образуется древесный уголь – твердое топливо. Иногда в качестве топлива выступают прессованные мелкие частицы в брикетах. Топливные брикеты производятся из опилок и других отходов. На бытовом уровне используют щепки с корой как удобрение, защиты от назойливой травы на приусадебном участке.

Использование древесных отходов

Использование древесных отходов позволяет не только получить значительную прибыль, но и решить проблему утилизации. Например, можно разработать проект по изготовлению топливных брикетов из стружки или опилок. Стружка идет на изготовление строительных теплоизоляционных блоков либо реализовывать сырье для фабрик и цехов по изготовлению листов ДВП, ДСП.

Поговорим немного о производстве опилок, на которых удобно строить бизнес. Вот лишь некоторые варианты:

• Производство опилкобетона;
• В качестве подкормки растений их можно реализовывать в теплицы, оранжереи, садоводческие хозяйства;
• На животноводческих и птицефермах опилки – незаменимый вариант подстилки для животных;
• Использование продукта при изготовлении компоста;
• В качестве топлива;
• В частных домах, как утеплитель для подвалов и чердаков;
• Наполнитель для биотуалетов;
• Опилки используются как фильтр для отработанных вод;
• Изготовление мебельных конструкций, ДСП, МДФ, ОСП, ДВП;

Во время варки коры сосновых, кедровых деревьев на дне варочного контейнера остается кубочный остаток, который впоследствии идет на изготовление хвойного экстракта. В таком экстракте содержатся полезные для человека органические кислоты, хлорофиллы, витамины. Готовый экстракт используют как кормовую добавку для птицы, КРС, основы для принятия лечебных ванночек. Хвойная добавка используется как компонент при изготовлении антибиотиков.

После вываривания получаются твердые отходы: их впоследствии перерабатывают в кормовую муку. Продукт может использоваться как бактерицидная добавка к кормам.

Как компонент древесная мука добавляется к удобрению, приготовленного методом компостирования.

Среди прочих продуктов переработки древесины стоит отметить древесный уголь. Технология производства угля, как перспективный бизнес – дело привлекательное, нужно только оборудование. Это пока самое экологичное топливо, которое существует. При строительстве используется как изоляционный материал.

Частично масса отходов перерабатывается в топливо: брикеты, дрова, топливные гранулы.

Вот еще несколько инновационных продуктов, которые можно производить из отходов, с успехом реализовывать на рынке:

• Мульча сейчас в садоводстве используется довольно широко. Часто при прохождении дерева через рубильные машины остается непригодная щепа – именно она подойдет для мульчирования. А если ее окрасить в определенный цвет, то сбыт увеличится в разы;
• Кто не любит копченые продукты (хоть они и вредные)? А для их приготовления используется щепа, как отход от березы, осины, бука, ольхи. Реализовывать ее удобно, как оптом, так в розницу;
• Пеллеты производятся из щепок или опилок, используются как топливный ресурс. Такой мусор предлагают большинство производственных организаций. Проблем со сбытом не будет, особенно в зимнее время;

Строительные материалы из отходов деревопереработки

Как уже говорилось, опилки применяют для изготовления плит разного вида прочности. ОСП – ориентировано-стружечные плиты представляют собой многослойный материал из многослойной щепы. Их отличает долговечность, прочность, изготавливаются из тонкой щепы.

Мелкая фракция древесины идет на изготовление ДВП – древесно-стружечная плита: именно она идет на производство мебели, используется в строительной сфере. Древесно-стружечная плита или ДСП, ДПК, ОСП также используется в строительстве, при производстве мебели, обладает хорошей прочностью, удобством обработки.

Вопросов с реализацией готового продукта возникнуть не должно.

Рекомендация! Вот лишь некоторые примеры:

1. Оптовые фирмы по экспорту товаров.
2. Организации по продажам изделий в супермаркеты и на строительные рынки.
3. Собственные точки на строительно – хозяйственных рынках.
4. Открытие собственного онлайн-магазина.
5. Сотрудничество с муниципальными образованиями.

Как у каждого дела, в вопросах сбыта бывают свои сложные моменты:

• Иногда возникают сложности с получением сертификата на свой проект;
• Низкая рентабельность при перевозках на дальние расстояния;
• Необходимо обязательно контролировать своих рабочих на производстве по обработке сырья;
• Для сбыта продукции необходимо самостоятельно искать клиентов;

Переработка отходов древесины как бизнес

Деревообработка была востребована во все времена. При этом, если у производителя большие объемы заготовок, то, соответственно, появляется много мусора. А почему бы этот мусор не переработать с пользой, получением прибыли для себя?

Такое дело актуально, даже сейчас почти не имеет конкуренции, а со сбытом продукции не возникает проблем.

К тому же, справиться с переработкой может и крупное предприятие, ИП средней руки. Поэтому простота сбыта продукта, расширенный выбор направлений, доступность сырья – довольно привлекательное дело. Ведь выбор широк – измельчение отходов, топливные брикеты, плиты или уголь на древесной основе. Капиталовложений больших не нужно, а сбыт всегда найдется.

Для открытия бизнеса необходимо будет пройти следующие этапы:

1. Регистрация дела, предоставление плана производства.
2. Подготовка, поиск цеха.
3. Сертификация продукта.

Нужно будет приготовиться к регулярным расходам по покупке сырья, оплатой по коммуникациям и зарплате рабочих. Несмотря на то, что первоначальный капитал для начала ведения бизнеса составляет от 1,5 миллионов рублей, срок окупаемости довольно быстрый – до 6 месяцев.

Современные новейшие технологии для любого производителя создают хорошие возможности в получении выгоды от переработки древесных отходов. Развитие данного направления поможет сохранить часть лесных массивов, наладить постоянное безотходное производство.