Комплексная переработка древесной зелени в условиях малого пихтоваренного производства

• Автор: Лобанов, Владимир Вениаминович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 СОСТОЯНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ
ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ЛЕСОСЕЧНЫХ ОТХОДОВ
1.1 Древесная зелень, ее запасы и использование
1.1.1 Запасы, структура и заготовка древесной зелени
1.1.2 Компонентный состав древесной зелени
1.2 Направление и способы использования древесной
зелени
1.2.1 Непосредственное использование
1.2.2 Упрощенные методы переработки древесной зелени
1.2.3 Экстракция органическими растворителями
1.2.4 Экстрагирование легколетучими жидкостями и
сжиженными газами
1.3 Использование продуктов паровой дистилляции
древесных отходов
1.3.1 Эфирные масла
1.3.2 Побочные продукты пихтоварения
1.4 Программа исследований
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Природная характеристика Центрального
лесоэкономического района
2.1.2 Пробные площади, отбор и хранение сырья
2.2 Выделение эфирного масла и утилизация отходов
2.3 Методы исследования
2.3.1 Методы анализа древесной зелени
2.3.2 Методы анализа пихтового масла и определение его
физико-химических показателей
2.3.3 Методы анализа отходов пихтоварения
2.4 Обработка экспериментальных данных
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Динамика выделения и фракционирования пихтового
масла
3.1.1 Динамика отгонки масла
3.1.2 Фракционирование и физико-химические свойства
3.2 Влияние биоценотических условий на содержание и состав
пихтового масла
3.2.1 Влияние диаметра побегов 3
3.2.2 Экспрессный метод определения выхода масла при его отгонке из древесной зелени пихты
3.2.3 Влияние индивидуальной и внутритипологической изменчивости
3.2.4 Влияние временной изменчивости
3.2.5 Влияние эндогенной изменчивости
3.3 Влияние технологических факторов на выход и состав пихтового масла
3.3.1 Влияние хранения древесной зелени на содержание и состав пихтового масла
3.3.2 Влияние измельчения древесной зелени
3.3.3 Влияние температуры и интенсивности выделения масла
3.3.4 Оптимизация отгонки пихтового масла
3.4 Отходы пихтоварения и их утилизация
3.4.1 Утилизация твердых отходов
3.4.2 Утилизация кубового конденсата
3.4.3 Переработка флорентинной воды
3.4.4 Улавливание несконденсировавшихся паров
14 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Технология переработки древесной зелени
4.1.2 Пилотная пихтоваренная установка
4.1.3 Переработка древесной зелени
4.2 Технико-экономическое обоснование малого пихтоваренного производства
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Центральный лесоэкономический район Красноярского края относится к территории истощенных лесосырьевых ресурсов с ограниченными запасами древесины для традиционного ведения лесоэксплуатации. В этом регионе в связи с многолетними рубками сохранились лишь отдельные лесные массивы. Тем не менее, их эксплуатация до настоящего времени производится в основном лишь с использованием стволовой массы, на которую приходится приблизительно половина биомассы дерева. Важными резервами повышения экономической отдачи вырубаемого гектара служит переработка древесной зелени, на которую приходится около 20-25 % лесосечных отходов. Оставаясь на лесной территории, она захламляет лесосеку, создавая благоприятные условия для массового размножения насекомых-вредителей и обуславливает пожарную опасность.
Утилизация древесной зелени позволяет без вовлечения в оборот новых лесных массивов существенно повысить выпуск товарной продукции. Она может служить сырьем для выработки ценных химических соединений, лечебных препаратов, кормовых и других продуктов, стоимость которых гораздо выше самой древесины [167,115,75,177]. Организация производств по переработке древесных отходов благоприятно сказывается на социально-экономической жизни региона, создает новые рабочие места и сохраняет от рубки лесные массивы, которые выполняют важные экологические и природоохранные функции на больших территориях [129,50].
Одним из простых и надежных способов утилизации древесной зелени пихты является пихтоварение. Получаемое пихтовое эфирное нашло широкое применение в синтезе медицинских препаратов, ценных пластических материалов, ингредиентов разнообразной продукции [177,83,181].
Для выработки масла не требуется сложного оборудования и высококвалифицированной рабочей силы. Однако, для успешной работы серийного оборудования необходимы большие объемы сырья, заготавливаемые при проведении рубок главного пользования спелых и перестойных древостоев. При ограниченных ресурсах, образующихся при выборочных, санитарных и других подобных рубках, утилизация древесной зелени нерентабельна. Она остается на лесосеке, провоцируя пожары и размножение насекомых-вредителей.
Для обеспечения экономической эффективности при ограниченных запасах древесной зелени и организации малого предпринимательства используемое оборудование должно отвечать ряду требований, основными из которых являются:

Для более четкого представления процесса динамики выделения отгоняемых продуктов приведены в графическом виде (рисунок 3.1). Ход кривых подтверждает прямолинейный характер накопления флорентинной воды (2) и сложный - эфирного масла (1). На начальном этане направление последней из кривых близко к оси ординат - происходит быстрое накопление эфирного масла. В дальнейшем в связи со снижением темпов его выделения кривая все больше смещается к оси абсцисс, а на конечной стадии почти ей параллельна.
Изменение темпов накопления эфирного масла по стадиям, то есть динамика скорости его выделения при отгонке представлена на рисунке 3.2. Для более четкого представления характера накопления терпеноидов на начальной стадии с укрупнением масштаба по оси абсцисс рассматривается динамика скорости выделения масла в интервале от 2 до 10 мин. На обоих кривых отчетливо видны перегибы, что служит основанием для представления о нескольких источниках летучих терпеноидов в древесной зелени пихты.
3.1.2 Фракционирование и физико-химические свойства
Помимо выхода масла и его динамики важную роль в производстве продукции играют качественные показатели. Качество эфирного масла характеризуется органолептическими и физико-химическими свойствами и компонентным составом. Все показатели определяются по разработанным стандартным методикам [160,141]. Исходя из возможности выработки малыми предприятиями пихтового масла заданного качества, важно располагать сведениями, характеризующими отдельные фракции. Фракционирование, как и использование соответствующего сырья, является средством регулирования качества продукции при практическом отсутствии дополнительных затрат. Результаты анализа фракций масла сведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 - Физико-химическая характеристика фракций пихтового
масла
№№ фракции масла Физические показатели Химические показатели
плотность р, г/см'1 показатель преломления, 20 п Т) кислотное число, мг/г число омыления. мг/г эфирное число, мг/г борни-лаце-тат %
1 2 3 4 5 6
1 0,8824 1,4710 0,31 47,3 47,0 16,5
2 0,8973 1,4701 0,36 85,0 84,6 29,6