Переробка та використання деревної кори
На складах сировини великих деревообробних комбінатів, де майже вся сировина підлягає окору, завжди утворюються великі запаси кори і виробничникам доводиться вирішувати, що робити з цими відходами. На кожному підприємстві йдуть своїм шляхом, вибір якого залежить від безлічі факторів, і один з головних - економічний.
Але перш ніж розглянути варіанти вирішення проблеми, коротко розповімо, що є кора.
Кора дерева виконує захисну функцію: оберігає деревину від механічних пошкоджень, проникнення грибків та комах, впливу різких змін температури, випаровування вологи.
Між корою та деревиною знаходиться камбіальний шар – це первинна тканина, з якої утворюється нове річне кільце та за рахунок якої приростає кора. У кори два шари: зовні - кірка, всередині - луб, що забезпечує рух органічних поживних речовин у стовбурі.
Перейдемо до розгляду варіантів розв'язання проблеми відходів кори у порядку зростання додаткової вартості продукції, що виготовляється з окореної деревини.
Вивіз кори у відвали
Це варіант для виробництв, які не мають можливості переробляти відходи і тому змушені позбавлятися кори, щоб не захаращувати територію підприємства (т. зв. обтяжливі відходи). Кору можна вивозити самоскидами на території, що вимагають осушення, використовувати для підсипання ґрунтових доріг і т. п. Кору охоче купують дачники, наприклад, для вирівнювання ділянки.
Переробка кори на добрива
У цьому випадку використовують кору, подрібнену в корорубках (мал. 1) та молоткових млинах.
Двороторна корорубка (типу ВРХ-68) з розташуванням роторів один над іншим (рис. 1а) відноситься до обладнання, що являє собою дві однороторнікорорубки розміщені в одному корпусі. Кора після подрібнення ротором першого ступеня потрапляє в ротор другого ступеня, де подрібнюється в дрібнішу фракцію за допомогою ножів меншої ширини, ніж ножів ротора першого ступеня, і більшої кількості ножів на диску, ніж у першій корорубці.
З вітчизняних конструкцій корорубок найвдаліша модель КР-6, розроблена вологодським ГКТБ (рис. 1б). У ній кора подрібнюється ножами, жорстко закріпленими на роторах, що обертаються назустріч один одному з різною швидкістю. На одному роторі ножів у 3-4 рази більше, ніж на іншому.
При доподрібненні кори в молоткових млинах можна отримати дрібнодисперсний матеріал, який знаходить широке застосування в різних технологіях.
Подрібнену кору складують на асфальтованих або бетонованих майданчиках у купах висотою 5-10 м з кутом природного укосу 30-40°, пересипаючи її добавками, що містять азот та фосфор. У корі чимало органічних сполук.
У період зберігання у корі відбуваються біохімічні процеси, температура всередині купи підвищується до 55-60 °С.
Лігнін, що міститься в корі, за певних умов згодом перетворюється на гумус. Кора багата різними поживними речовинами і розкладається швидше за тирсу, за рахунок високої пористості вона швидко накопичує і добре утримує вологу. Внаслідок хімічних реакцій утворюється компост, який за ефективністю може конкурувати з іншими добривами. Досвід використання кори для приготування добрив розташовують в об'єднанні «Кіровмеблі», Красноярському ЛПК, на Костромському фанкомбінаті.
Використання кори як паливо
Вологість кори, отриманої в результаті окорки деревини, що надійшла сплавом, мерзла, яка відтавала перед окоркою в басейнах, а такожщо піддавалася паровому обігріву при барабанному стегна, - вище критичної. Перед надходженням такої кори до топок на спалювання необхідно знизити її відносну вологість до 50-60 %. Це досягається за допомогою механічного віджиму вологи з кори за допомогою коровіджимних пресів або підсушуванням кори за допомогою газів котелень, вентиляційних викидів та інших низькопотенційних вторинних теплових енергетичних ресурсів. Однак треба пам'ятати: рідина, що утворюється при віджимі, є токсичною речовиною, яка не повинна потрапляти у відкриті водойми. Пристрій спеціальних водойм або очисних споруд часто робить операцію коровіджиму економічно невигідною.
Тому є способи зниження вологості кори без утворення стічних вод. Один із них - підсушування кори високої вологості перед спалюванням. Критичним значенням у разі є вологість понад 60 %, а попередня сушіння з допомогою спалювання частини підсушеної кори доцільна лише тому випадку, якщо початкова вологість кори вбирається у 75 %. Для кори будь-якої вологості сушіння перед спалюванням теплотехнічно обґрунтована, якщо процес здійснюється за рахунок вторинних теплових ресурсів (тепла димових газів котелень та електростанцій, повітря, що викидається при вентиляції приміщень, тощо).
Кора високої вологості з цеху для окору проходить в магнітний сепаратор, де з неї витягуються металеві частинки, і надходить в корорубку, де подрібнюється і направляється в бункерний пристрій для накопичення і буферного зберігання. З бункерного пристрою кора транспортується в сушильну установку, в якій висушується за допомогою тепла димових газів, що подаються в сушарку з бору котельною вентилятором, або продуктів згоряння певної частки підсушеної кори, що спалюєтьсяу резервній топці. Підсушена кора із сушарки підхоплюється сушильним агентом, що засмоктується вентилятором, і подається в циклон, де відокремлюється від газів і надходить у бункерний пристрій сухої кори. Відпрацьовані гази очищаються від пилу в циклоні та викидаються в атмосферу через димову трубу. З бункера суха кора направляється для спалювання в топки котельні та частково в резервну топку, що забезпечує приготування теплоносія для сушіння, якщо димові гази з цією метою з яких-небудь причин не можуть бути використані.
Головним обладнанням у цеху підготовки кори до спалювання є сушарка. Тут можуть застосовуватися сушарки тих самих конструкцій, що і в цехах виготовлення стружкових плит для сушіння стружки: сушильні барабани або пневматичні сушарки зі спіральною трубою. Початкова температура теплоносія може бути дуже високою. Відомий досвід використання топкових газів із температурою 900 °С (Крестецький ліспромгосп).
Відходи окорки, як і м'які відходи деревообробки (тирса), використовуються для отримання паливних брикетів (ТУ 13-7-785-84). Лінія брикетування включає барабанну корорубку для первинного подрібнення кори, відцентрову дробарку для вторинного подрібнення, барабанну сушарку зі спіральною приставкою і топкою, в якій спалюють кору, шнековий дільник для нормованої подачі сухої подрібненої кори і брикетуючий прес. Готові брикети розміром 160×68×20-30 мм проштовхуються в бункер-накопичувач для відвантаження споживачеві. Щільність брикетів становить 1000-1100 кг/м 3 , межа міцності при згині - 1,5 МПа, теплота згоряння 16-17 Дж/кг - не нижче за теплоту згоряння паливних брикетів з тирси.
Використання кори у виробництві плит
Використання кори, що відбирається безпосередньовід верстатів, не отримало промислового застосування через складнощі технології. За даними ЦНДІМОД, найбільш доцільно переробляти такі відходи шляхом одноразового подрібнення у спеціальних корорубках, млинах чи дробарках. Як показали дослідження, продукт, отриманий під час переробки кори хвойних порід, цілком придатний для використання у плитному виробництві.
Кора як об'єкт хімічної переробки
Деревна кора є джерелом багатьох цінних екстрактивних речовин, з яких одержують біологічно активні, дубильні, барвники та інші цінні продукти. З кори хвойних, зокрема ялиці білокорої, можна отримувати ефірну (ялицеву) олію, що використовується в ароматерапії та медичній практиці.
Звичайно, кожне деревообробне підприємство має прагнути комплексного використання деревної сировини. Тут можна рекомендувати схему комплексної переробки кори хвойних дерев (ялинки, сосни, кедра) з отриманням добрив, сорбційних матеріалів та хімічних продуктів (рис. 3). Основна частка (до 90%) подрібненої кори прямує на компостування. Частина кори піддається послідовній екстракції з отриманням дубильного екстракту та пектину. Твердий залишок кори після екстракції є пористим вуглецевим матеріалом з високою здатністю, що сорбує. Ця його властивість використовується для внесення азото- та фосфоровмісних добавок, необхідних для виробництва якісних добрив.
Ще одним ефективним способом переробки кори є піроліз, тобто нагрівання без доступу повітря, в результаті якого виходить вугілля-сирець, який можна активувати, тобто збільшити кількість пір у матеріалі. Активацію виконують термохімічним способом або перегрітою парою. В результаті виходить матеріал з величезнимкількістю пір, т. е. з великою площею активної поверхні (1000-2000 м 2 на 1 г) і високою сорбційною здатністю. Активне вугілля застосовують у різних областях промисловості, в основному в фільтрах для очищення різних рідин і стічних вод, для збору розливів нафти і т. п.
Деревне вугілля виготовляють зазвичай з деревини берези, проте дослідження, проведені в СибГТУ (м. Красноярськ) та інших інститутах, показали, що деревна кора теж може бути сировиною для виробництва цього матеріалу. Наприклад, дослідники з'ясували, що вихід активного вугілля з ялицевої кори сплавної деревини становить 32-33% від маси кори (оптимальна температура піролізу 750 ° С). Досліди, проведені на Єнісейському ЛПК, показали, що активне вугілля, одержане з кори, успішно очищає стічні води від метанолу, формальдегіду, фенолу та інших хімічних забруднювачів.
Це ж стосується і активного вугілля з кори сибірської модрини та ялиці. У ході комплексної переробки хвойної кори можна отримувати ялицеву олію, хвойний бальзам, дублювачі, барвники та вуглецеві сорбенти (активне вугілля). З кори осики виробляють вітамінні та кормові добавки та добрива. З березової кори отримують бетулін (кристалічна речовина з берести для лікування опіків та травм), суберинові речовини (пробкові речовини для заліковування ран), поліфеноли (антиоксиданти) та сорбенти.
Береста (зовнішня частина березової кори) займає особливе місце серед деревних матеріалів. Вона використовувалася з давніх-давен і використовується зараз без будь-якої переробки, в натуральному вигляді, для виготовлення туесів, кошиків, ємностей для харчових продуктів. Береста - відмінне паливо, яке не вимагає сушіння перед спалюванням. З березової та осинової кори отримують фармакопейну смолу та дьоготь.
Деякіпідприємства, що випускають фанеру, займаються заготівлею кори та постачають її як напівфабрикат на спеціалізовані підприємства відповідно до ТУ 13-707-83 на бересту. Великий досвід хімічної переробки берести було накопичено у ВО «Київдревпром» (Україна), де була установка з виробництва дьогтю потужністю до 5 т. Вихід дьогтю складає 25 % від маси сухої берести.
Дьоготь - темна густа рідина, що містить бензол, ксилол, крезол, толуол, фенол та інші речовини. Діготь застосовують у медицині (мазь Вишневського) та косметиці (дігтярне мило). Після перегонки з дьогтю отримують креозот, що широко використовується для просочення шпал та інших дерев'яних деталей, що контактують із землею.
Вибір оптимального варіанта переробки кори залежить від багатьох факторів: породи деревини, способу доставки сировини (водної або сухопутної), обсягів одержуваної кори, доступності енергоресурсів, наявності споживачів продукції з кори і т. д. У будь-якому випадку переробка кори повинна мати комплексний характер. Кора з обтяжливої вторинної сировини має стати економічно вигідним ресурсом. Більшість деревних матеріалів (пиломатеріалів, фанери, плит) частка сировини у собівартості продукції становить близько 50 %. Кора ж – безкоштовна сировина, гроші за яку підприємство вже заплатило при купівлі круглих лісоматеріалів.