Механическая переработка древесной зелени

Для сохранения на более длительное время биологически активных веществ хвои на практике проводят скоростную сушку и затем высушенную древесную зелень измельчают в муку. Хвойная витаминная мука потребляется животными лучше, чем свежая хвоя. Это происходит потому, что при сушке из нее удаляется часть эфирных масел и других летучих веществ, а часть дубильных веществ переходит в малорастворимую форму.

Цехи по выработке витаминной муки на предприятиях России в основном работают рентабельно. Выработка товарной продукции на одного рабочего составляет около 5 тыс.р. в год. Эти показатели могут быть значительно улучшены за счет механизации ручного труда на заготовке сырья и комплексного его использования.

В России работает свыше 200 цехов и несколько передвижных установок по выработке хвойной витаминной муки [Васильев, 1991]. Простота технологии и неограниченный сбыт продукции способствовали быстрому росту этого производства. Однако в последнее время реализация продукции затрудняется из-за высокой (150-280 р./т) цены на витаминную муку.

Технология производства витаминной муки имеет и ряд трудностей, связанных не только со сложностью сбора древесной зелени, но и с зависимостью состава сырья от различных неконтролируемых факторов, а также его неоднородностью. Необходимо также отметить, что использование витаминной муки как компонента кормов сельскохозяйственных животных ограничено наличием дубильных и смолистых веществ, гликозидов и алкалоидов. Поэтому становится очевидной необходимость облагораживать древесную зелень или извлекать из нее биологически активные вещества с использованием проэкстрагированного сырья, в качестве витаминной муки или компостов, а также кормовых добавок, Обогащенных белком за счет выращивания на ней дополнительной биомассы.

3.4.2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

ВЕщЕСТВ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

Технология экстракционной переработки древесной зелени заключается в извлечении из измельченного сырья различными растворителями биологически активных веществ, их концентрирование и использование в качестве конечного продукта или как сырья для выделения соединений с ценными свойствами.

Все существующие технологические схемы можно подразделить на непрерывные или периодические с использованием в качестве экстрагента воды, водяного пара, полярных или неполярных растворителей.

Переработка древесной зелени по способу батарейной противоточной экстракции горячей водой после предварительной отгонки эфирного масла острым паром относится к старейшим производствам такого рода. Уже в 1931 г. на Тих-винском лесохимическом заводе вошел в строй цех по переработке еловой древесной зелени с получением хвойного лечебного экстракта и эфирного масла [Ягодин, 1980]. В настоящее время этот цех перерабатывает ежегодно около 3,5 тыс.тсырья и производит экстракт хвойный натуральный (ТУ-81-05-97--70), экстракт хвойно-соляный в брикетах (ТУ-81-05-98--70), а также тяжелое эфирное масло (фС 42-659-73). Тяжелое эфирное масло применяется для приготовления препарата "Пинабин", являющегося эффективным средством лечения почечно- и желчекаменной болезни и калькулезного холецистита.

Наряду с батарейным методом экстракции предложена усовершенствованная технологическая схема переработки древесной зелени с получением эфирного масла и хвойного натурального экстракта на установках непрерывного действия НДТ-ЗМ и УНП [Ягодин, 1980; Репях, 1988]. В 1975 г. такая технология внедрена в Цюрупинском лесхоззаге Херсонской области Украины [Продниекс, 1988].

Кроме получения хвойных экстрактов в настоящее время существует несколько способов получения соков из хвои. Выход клеточного сока зависит от способа и глубины обработки сырья и составляет от 10 до 30 %. Для увеличения выхода сока древесную зелень подвергают многократной пропарке или ферментации. Это дает возможность разрушить защитную оболочку хвои и значительно повысить выход сока, состав которого мало отличается от состава натурального хвойного экстракта.

Все получаемые таким образом экстракты представляют собой галеновые препараты со слабо изученным, составом и используются только для приготовления хвойных ванн в качестве лечебного средства при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистых и ревматических заболеваниях.

Из органических растворителей в настоящее время нашли промышленное применение только бензин БР-1 и БР-2, а также трихлорэтилен. Начало использования жирорастворимых веществ приходится на 1949 г., когда был предложен способ переработки древесной зелени экстракцией бензином. Получаемый продукт, который после омыления растворяется в воде, был назван хлорофилло-каротиновой пастой (ГОСТ 21802-84). Производство хлорофилло-каротиновой пасты впервые было организовано в Лисинском учебно-опытном лесхозе в 1950 г., а затем модернизировано [Ягодин, 1980; Левин, 1981; Репях, 1988].

В настоящее время такие производства перерабатывают как только сосновую древесную зелень, так и сосновую древесную зелень совместно с еловой. Поэтому, исходя из состава используемого сырья, цехи по переработке древесной зелени в зависимости от технологического варианта подразделяются на два вида. К первому относятся цехи, перерабатывающие только древесную зелень сосны, с получением хвойной хлорофилло-каротиновой пасты, хвойного воска (ОСТ-56-65-82) и эфирных масел. Ко второму - цехи, перерабатывающие древесную зелень сосны и ели с получением, кроме упомянутых продуктов, хлорофиллина натрия (ОСТ 56-33-85), бальзамической пасты (ОСТ 56-58-83), провитаминного концентрата (ОСТ-56-32-85), а также фракций эфирных масел (рис. 6). В 1980 г. внедрена технология получения хвойного эфирного масла путем вакуумной фракционной дистилляции масла-сырца с применением ротационного пленочного испарителя ИР-10 [Ягодин, 1988].

Согласно технологической схеме бензиновый экстракт древесной зелени, освобожденный от восков, подвергают обработке 30 %-ным водным раствором щелочи. При этом происходит омыление сложноэфирньк групп в молекуле хлорофилла с выделением металла, фитола, а также нейтрализация свободных жирных, смоляных и хлорофиллиновых кислот.

Натриевые соли кислот и некоторые производные хлорофилла, образовавшиеся в результате воздействия на экстракт щелочи, растворяются в воде. Нейтральные же вещества остаются в бензиновом растворе. После отгонки растворителя из нейтральных веществ получают провитаминный концентрат и эфирные масла. Водорастворимые вещества обрабатывают 15-20 %-ным раствором серной кислоты, в результате чего выделяются хлорофиллин-сырец, а также жирные и смоляные кислоты.

Для получения смоляных и жирных кислот применяют метод экстрагирования бензином при 60-65 С⁰ с последующей отгонкой растворителя. Полученный продукт нейтрализуют 40 %-ной щелочью с добавлением воды до 40 % влажности. Он представляет собой бальзамическую пасту.

Водная суспензия хлорофиллина-сырца промывается водой до нейтральной реакции в промывных водах. Затем производится сушка продукта. Полученные хлорофиллиновые кислоты нейтрализуются карбонатом натрия (содой) в 20%-ном водном растворе этанола при температуре 75 С и соотношении растворитель: хлорофиллин натрия:сода равном 10:1: :0,5 в течение 15-20 мин [Репях, 1988].

При получении спиртового раствора хлорофиллина натрия спирт частично отгоняется до получения нужной концентрации продукта. При получении же водного раствора спирт отгоняется полностью и концентрат хлорофиллина натрия растворяется в воде. Полученные растворы поступают в фасовочное отделение и

          

 

                           Рис. 6. Принципиальная схема переработки древесной зелени

            по способу бензиновой экстракции

 

 

    разливаются в стеклянную тару.

Таким образом, учитывая использование обессмоленной древесной зелени, в настоящее время можно говорить о создании безотходной технологии переработки этого сырья с получением целого ряда биологически активных продуктов. Однако все они представляют собой сложные, полностью не изученные смеси, что ограничивает их применение и, прежде всего, в фармакологии.

Выход хлорофилло-каротиновой пасты по описанной технологии переработки древесной зелени сосны из 1 т сырья при использовании для ее подготовки усовершенствованного измельчителя кормов "Волгарь-5" составляет 60-70 кг и 120-150 т тяжелого эфирного масла [Ягодин, 1988]. В среднем извлекается приблизительно 50-60 % смолистых веществ. Количество хлорофилловых пигментов в бензиновом экстракте составляет 20-30 %, а каротиноидов до 50 % от содержания их в исходном сырье. При дальнейшей переработке экстрактов древесной зелени сосны и ели получают до 5 кг провитаминного концентрата, 5-5,5 кг бальзамической пасты, до 2 кг хвойного воска, а также 200-230 г хлорофиллина натрия.

В НПО "Силава" (Латвия) на основании данных о работе цехов по переработке древесной зелени на базе типового оборудования с использованием нестандартных экстракторов разработан проект лесобиохимического цеха с получением хлорофилло-каротиновой пасты и тяжелого эфирного масла [Продниекс, 1988]. Ниже приведены технико-экономические показатели цеха.

Технико-экономические показатели цеха

Годовой выпуск товарной продукции, тыс.р. 123,95

Годовая потребность, т:

в сырье .....……………………………............ 600

в бензине ............…………………………….. 39

в едком натре ........………………………... 2,82

Общая сумма капиталовложений, тыс.р.  101,27

Средняя прибыль, тыс.р. .....……………..... 47,52

Средняя рентабельность, %.…………........ 62

Окупаемость капитальных вложений, год . . 2,54

Удельные капитальные затраты на 1 руб. товарной продукции, 81,7 коп.

 

Однако в проекте заложены заниженные данные по выходу продуктов из 1 т сырья: хлорофилло-каротиновой пасты-50 кг, тяжелого эфирного масла -95 г. Их выход составляет до 70 кг и 140 г соответственно. То есть по выпуску товарной продукции данные занижены на 45 тыс.р. Денежный выход с 1 т продукции составит 281,7 р. [Левин, 1981; Репях, 1988]. Таким образом, цеха, получающие в качестве продуктов переработки древесной зелени только тяжелое эфирное масло и хлорофилло-каротиновую пасту уже оказываются высокорентабельными предприятиями. Нo неполнота извлечения экстрактивных веществ, а также высокая пожароопасность производства обусловили поиски новых растворителей для проведения процесса экстракции.

Внедрение в промышленные технологические схемы в качестве экстрагента трихлорэтилена было осуществлено на основании исследований, проведенных на кафедре процессов и аппаратов Таллиннского политехнического института. Отмечено, что трихлорэтилен имеет наивысшую среди хлорорганических растворителей стабильность в условиях экстракции, относительно низкую температуру кипения (87,0°С) и практически не растворима воде (0,1 %), что облегчает его регенерацию. Авторами была разработана технология экстракции древесной зелени хвойных пород трихлорэтиленом в непрерывном процессе при обработке извлеченньк смолистых веществ триэтиламином. Эта технология была внедрена в химцехе Валгского лесхоза и Выруского леспромхоза (Эстония) и в химцехе Тетеревского опытного лесхоззага (Украина). Однако анализ работы этих предприятий показал, что, хотя трихлорэтилен и является трудногорючей жидкостью, пожароопасность которой на одну категорию ниже, чем у экстракционного бензина БР-1, он обладает повышенной токсичностью. Предельно допустимая концентрация его паров в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м³, что очень трудно достижимо в промышленных условиях. Возникают большие затруднения при очистке стоков. Кро ме того, при длительном хранении на свету трихлорэтилен постепенно окисляется кислородом воздуха до фосгена, а при соприкосновении с водой образует корродирующую смесь. Поэтому этот способ не нашел широкого распространения, так же как и предложенная схема экстракции древесной зелени в винтовых аппаратах непрерывного действия.

К недостаткам рассмотренных схем относят прежде всего неполное извлечение и использование содержащихся в древесной зелени веществ. При получении биологически активных веществ по технологической схеме с применением экстракции органическим растворителем в обессмоленной древесной зелени остаются неиспользованными водорастворимые вещества, а при водной экстракции - жирорастворимые. Резервом дальнейшего улучшения показателей является совершенствование технологии, а также комплексная переработка древесной зелени. Эффективность получения продуктов при комплексной переработке зависит в этом случае главным образом от выбора экономически обоснованного направления использования сырья.

3.4.3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

В настоящее время предложен целый ряд способов комплексной переработки древесной зелени методами последовательной экстракции водой и бензином. Однако двухстадийная экстракция исследованная как в периодическом, так и в непрерывном режиме не нашла применения в цехах по комплексной переработке древесной зелени. В НПО "Силава" был разработан экспериментальный проект завода с последовательной бензино—водной экстракцией. Из приведенных основных технике—экономических показателей следует, что экономическая эффективность производства при введении такой экстракции снижается [Левин, 1981; Репях, 1988]. Основные технико-экономические показатели производства:

Сумма товарной продукции, тыс.р. . . 123,90/184,09

Водный экстракт, т.…………………....... -/100

Хлорофилло-каротиновая паста, т …….. 30/30

Хвойный воск, кг............ 1800/1800

Эфирное масло, кг ........... 57/57

Потребность:

в сырье .........………….... 600/600

в технологическом паре . .. .. 1554/4140

в технологической воде, м³ . . . 18000/21400

Число работающих, чел. ........ 16/30

Капитальные вложения, тыс.р. . . .. 101,0/214,8

Общая рентабельность, %....... 37/21

Срок окупаемости капитальных вложений, год......... 2,54/5,60

Примечание: Числитель - данные для бензиновой экстракции, знаменатель - для совмещенной.

Поэтому для широкого внедрения схемы комплексной переработки древесной зелени необходимо интенсифицировать процесс экстрагирования или получать на основе хвойно—водного экстракта, который в 5 раз дешевле хлорофилло-каро-тиновой пасты, продукты с высокой потребительной стоимостью.

В настоящее время разработан способ совмещенной водно-бензиновой экстракции биологически активных веществ из древесной зелени по дифлегмационному методу, который позволяет увеличить выход биологически активных веществ на 15 % и сократить продолжительность процесса экстракции более чем в 2 раза по сравнению с последовательными экстракциями. Полученные экстракты при этом перерабатываются раздельно.

Из одной тонны древесной зелени сосны по безотходной технологии можно получить 210-230 хлорофиллина натрия, 4,4-4,6 кг провитаминного концентрата, 4,5-4,7 кг бальзамической пасты, 1,8-2,0 кг воска, 70-90 кг водного лечебного экстракта, 450-470 кг хвойной витаминной муки на сумму 1250-1360 р. в зависимости от выхода продуктов [Ягодин, 1988].

Для увеличения выхода экстрактивных соединений при использовании двухстадийной экстракции предлагалось также использовать анионные поверхностно-активные вещества (алкилсульфанаг натрия), добавление которых в количестве 0,1 % от экстрагента (воды) позволяет существенно увеличить выход биологически активных веществ.

Анализ водного экстракта древесной зелени, получаемого по существующим технологиям, показал значительное содержание в нем витаминов, Сахаров, органических кислот, фенольных соединений и минеральньк компонентов. Это дало возможность использовать водные экстракты как сырье для ферментативной переработки.

Кроме того, значительное содержание в древесной зелени протеина (8-14 % в хвое сосны) и его высокая кормовая ценность вследствие нахождения в нем дефицитных аминокислот, и прежде всего лизина, позволили разработать и предложить для реализации ряд технологических схем по выделению белково-витаминных концентратов холодной водой с добавками неорганических веществ.

         

рис. 7. Принципиальная схема комплексной переработки древесной зелени с получением БВК

Технологическая схема, позволяющая получить наряду с водорастворимыми и жирорастворимыми биологически активными веществами еще и белково-витаминный концентрат, приведена на рис. 7. По предложенной схеме из 1 т абс. сух. сырья могут быть получены белково-витаминный концентрат - 80-90 кг, хло-рофилло-каротиновой пасты - 50, хлорофиллина натрия -40 г, хвойного воска - 6-7 кг, ТЭМ - 250 г, хвойного лечебного экстракта - 170-200 кг, кормовых дрожжей -60—70 кг, а также углеводного корма до 500 кг, который по содержанию протеина на основании ГОСТ 200083-74 можно отнести ко 2 группе. Наибольшее влияние на выход протеина оказывают добавки щелочи до концентрации 0,3 %.

Подобные схемы, несмотря на глубокий и дифференцированный подход к проблеме переработки древесной зелени, не нашли промышленного применения. Прежде всего это связано с большими энергетическими и временными затратами на ступенчатое использование различных растворителей при последующей их регенерации. Качество же получаемых белково-витаминных концентратов в значительной мере снижается из-за примесей соединений, переходящих в водный раствор - горечей, дубителей и т.д., освобождение от которых пока не отработано.

Американские ученые осуществляли экстракцию из древесной зелени путем ее измельчения в воде (1:4 по весу). Экстракт отделяли фильтрованием через ткань, а затем центрифугировали. Выделяемый после центрифугирования осадок лиофильно высушивали, получая пастообразный хлорофилло-каротиновый продукт, а надосадочную жидкость использовали для получения белка, который осаждали ацетоном в течение 5 ч. При этом осаждалось до 95 % белка. Выход белка и пасты составил соответственно 2,5 и 12 %. Такой способ считается экономически эффективным, если область заготовки сырья и сбыта продукции не будет превышать 60 км от места переработки. Расчет при этом делается, главным образом, на породы с более высоким, чем в сосне, содержании протеина. Кроме того, наряду с высокой его кормовой ценностью, сравнимой с кормами животного происхождения, также отмечается снижение качества продукта из-за наличия сопутствующих соединений.

Сотрудниками СибТИ предложена технология получения концентратов фосфолипидов (рис. 8). Эти соединения играют важную роль в образовании мембранных внутриклеточных структур и обладают высокой биологической активностью.

Рис. 8. Принципиальная схема получения фосфолипидов

Содержание фосфолипидов в осенне-зимний период достигает 1,2—1,8 % от древесной зелени, поэтому выделение их из более дешевого, чем используемого сейчас для этих целей (семена масленичных культур, яичный желток, сердце крупного рогатого скота), сырья целесообразно. Поскольку технология предусматривает выделение продуктов в "мягких" температурных режимах (0-20 °С), вещества извлекаются практически не деструктированными и отличаются высоким качеством. Однако в литературе еще нет данных о промышленной апробации этой схемы.

В литературе также описан способ получения витамина Е из фитола нейтральных соединений древесной зелени при конденсации с триметилгидрохиноном в среде пропанола и хлоридом цинка (3 %) и фторидом бора (0,002 %) в качестве катализаторов при температуре 150—170 С. Однако также нет данных о практическом применении этого способа.

Сотрудниками ЛТА им. С.М. Кирова с учетом исследований состава экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной и данных по биологической активности и свойствам отдельных соединений экстракта создана техно-

Рис. 9. Принципиальная схема переработки экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной

логия, позволяющая выделить концентраты соединений, обладающих наиболее ценными свойствами (рис. 9). В настоящее время эта технология проходит опытно—промышленные испытания.  

Кроме горячей воды, бензина и трихлорэтилена, заложенных в качестве экстрагентов в существующие технологические схемы получения биологически активных веществ из древесной зелени, исследователями изучалось применение для этой цепи еще целого ряда органических и неорганических веществ. Установлено, что экстрагирующая способность дихлорметана, ацетона, изопропанола, трихлорэтилена, этил-ацетата и спиртобензольной смеси в 1,5-2,5 раза выше, чем у бензина. Однако из-за своей повышенной растворимости в воде и токсичности эти экстрагенты не нашли применения в существующих технологических схемах.

Показана возможность использования для экстракции древесной зелени жидкого диоксида углерода. В углекислотном экстракте установлено наличие эфирного масла (2% от экстракта), хлорофилла, каротиноидов, витаминов С, Р и Е, провитамина Д, а также воска, кислот, липидов и других веществ. Благодаря наличию этих компонентов экстракты обладают высоким биогенностимулирующим действием.

К недостаткам этого метода относятся значительные затраты на производство экстрагента при больших потерях его в процессе экстракции (20-50 % от емкости экстрактора), а также высокое давление в экстракторах и вследствие этого необходимость изготовления специального оборудования. Технология экстракции жидким диоксидом углерода эффективна только в случае непосредственного применения получаемого экстракта. Соединения, входящие в его состав, из-за низких температур проведения процесса практически не претерпевают никаких изменений. В случае же дальнейшей переработки экстракта с использованием процессор, связанных с жесткими температурными режимами, применение диоксида углерода в качестве экстрагента теряет смысл. Тем не менее экологическая нейтральность и пожаробезопасность процесса наряду с низкой температурой экстрагирования позволяют предположить широкое распространение технологических схем, основанных на использовании диоксида углерода в качестве экстрагента древесной зелени.

Проводилось изучение и процессов экстрагирования древесной зелени стандартной смесью хладонов 11 и 12(1:1) по МРТУ 6-02-395-66. Содержание летучих веществ в экстракте составило 27,9 % от экстракта. Применение смеси хладонов в качестве экстрагентов позволяет, по мнению авторов, получить экстракты, которые можно вводить в парфюмерную продукцию, выпускаемую в аэрозольной упаковке. Оцнако, опасность применения хладонов, связанная с разрушением ими озонового слоя земли, делает использование этих экстрагентов в промышленном масштабе маловероятным.

 

 

3.5. ЗНАЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЛЕСА

Основными лесозаготовительными районами Российской Федерации оста­ются Иркутская область, Красноярский и Хабаровский края, Тюменская и Архан­гельская области. Леса европейской части страны, наиболее доступные для эф­фективного использования и подвергавшиеся вследствие этого усиленной экс­плуатации, в настоящее время почти полностью вовлечены в хозяйственный обо­рот и в значительной мере истощены. Перемещение лесозаготовок в слабоосвоен­ные районы, удаленные от сложившихся центров промышленной переработки и потребления древесины, сопровождается постоянно увеличивающимися затра­тами на заготовку и вывоз древесины, требуют крупных капитальных вложений в развитие производственной и социальной инфраструктуры.

В 1994 г. выпуск лесобумажной продукции по сравнению с 1993 г. снизился по всем подотраслям комплекса: лесозаготовительной промышленность - на 32,2 %, лесопилки - на 31,4 %, в производстве древесно-волокнистых плит - на 32,4 %, целлюлозы - на 18,1 %, бумаги - на 23,2 % [Мазур,1996].

Наибольшее отставание допустили предприятия многолесных районов Си­бири и Дальнего Востока. Значительно снизили выпуск деловой древесины предприятия республик Хакассия и Бурятия, Иркутской, Читинской, Омской областей.

Одна из проблем, стоящих перед лесной промышленностью, - это сокращение потерь древесного сырья в процессе заготовки и переработки. Речь идет как о снижении объемов образуемых отходов, так и о ликвидации недорубов и потерь заготовленной древесины от несвоевременной вывозки, несовершенных методов транспортировки, накопления древесины у временных транспортных путей и т.д.

Основные направления ресурсосбережения в лесной промышленности - рациональное использование древесного сырья (что на стадии заготовки древесины выражается в максимально эффективном использовании лесосечного фонда, сокращении потерь древесины), а также расширение использования и переработки древесных отходов в качестве заменителя деловой древесины, позволяющие достичь ощутимого экологического эффекта, состоящего в сокращении вырубаемых лесных площадей, сохранении природной среды и т.д.

Промышленно-хозяйственная деятельность лесного комплекса тесно связана с проблемами развития природоохранных и социальных функций лесов. Ограничение на дальнейшее увеличение объемов заготавливаемого древесного сырья вместе с требованиями сохранения и улучшения состояния лесной среды как части биосферы, с необходимостью повышения эффективности и использования всей биомассы, получаемой на лесосеках, требуют переориентации всего комплекса на ресурсосберегающий путь развития.

Этот переход возможен только на основе использования новейших достижений науки и техники, внедрения безотходных технологий, расширения объемов использования вторичных ресурсов и отходов производства.

При недостатке древесного сырья медленно решается проблема комплексного использования древесины, дефицит современного оборудования и передовых технологий не позволяет расширить масштабы переработки лиственной древесины, древесных отходов, макулатуры для выработки эффективных заменителей деловой древесины. Наиболее крупные предприятия отрасли сосредоточены в Восточной Сибири, в Северном, Северо-Западном и Уральском регионах, а также в Калининградской области [Шеховцев, 1995].

Значительно сократилось в настоящее время производство важнейших видов продукции деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

Снижение спроса со стороны капитального строительства явилось одной из причин сокращения производства клееной фанеры, оконных и дверных блоков , цементно-стружечных плит. Снизилось производство деревянных домов заводского изготовления.

Предприятия комплекса являются значительным источником загрязнения атмосферного воздуха. Общеотраслевой выброс в атмосферу в 1994 г. составил 523,3 тыс. т и сократился по сравнению с 1993 г. на 18 %, это объясняется неполной (40-50 %) загрузкой производственных мощностей [Мазур, 1996].

Наиболее характерными загрязняющими веществами для данной отрасли являются твердые вещества (29,8 % суммарного выброса в атмосферу), оксид углерода (28,2 %), диоксид серы (26,7 %), оксиды азота (7,9 %), толуол (1 %), сероводород (0,9 %), ацетон (0,5 %), ксилол (0,45 %), бутил (0,4 %), этилацетат (0,4 %) метилмеркаптан (0,2 %), формальдегид (0,1 %) и др.

В качестве наиболее крупного загрязнителя атмосферы (по объему выброса) можно выделить Архангельский ЦБК (г. Новодвинск) с объемом выброса в 1994 г. 47,8 т, что составляет 7,5 % от общего выброса по отрасли.

В перечень городов с наибольшими выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух и сбросами в водные объекты в Российской Федерации, где производственная деятельность предприятий комплекса является определяющей, вошли г. Архангельск, Братск, Красноярск, Пермь, Усть-Улимск.

Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из самых водоемких отраслей народного хозяйства РФ, поэтому наиболее сильное воздействие предприятия деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности оказывают на состояние поверхностных вод.

Ежегодное потребление свежей воды в отрасли составляет около 2,1 - 2, млрд. м³, или около 4,5 - 4,7 % общего водопотребления в промышленности России. Относительно невысокая экономия свежей воды, которая составляет 69 %, что объясняется необходимостью использования свежей воды в ряде технологических процессов в качестве одного из компонентов сырья [Шеховцев, 1995].

На долю комплекса приходится свыше 20 % (2 млрд. м³) сброса загрязненных сточных вод промышленностью РФ. Для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности проблема уничтожения количества и степени загрязнения сточных вод имеет первостепенное значение. Главный источник образования загрязненных сточных вод в отрасли - производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелке полуфабриката с применением хлорпродуктов.

Загрязненные сточные воды предприятий отрасли характеризуются наличием в них таких вредных веществ, как сульфаты, хлориды, нефтепродукты, фенолы, формальдегиды, метанол, фурфурол, диметилсульфид, диметилдисульфид.

Основная причина негативного воздействия на окружающую среду предприятий данной отрасли - использование старых технологий и устаревшего оборудования. Этими факторами определяется значительная масса загрязняющих веществ, поступающих с основного производства на очистные сооружения и в природную среду. Большой объем сточных вод и высокая концентрация в них загрязнений вынуждают использовать громоздкие очистные сооружения, не решающие полностью своих задач. На очистных сооружениях образуется большое количество осадков, основная часть которых поступает в накопители, что приводит к их перегрузке и соответственно к воздействию на подземные воды.

Водные объекты в местах расположения предприятий отрасли подвергаются отрицательному воздействию. По-прежнему загрязнен участок Усть-Илимского водохранилища, на который оказывает неблагоприятное влияние р. Вихоревка, куда сбрасывается более половины сточных вод Братского ЛПК. Река здесь характеризуется как "чрезвычайно грязная", в воде содержание формальдегида достигало 6 ПДК, лигнина - 14,7 мг/ л, сероводорода - 280-510 ПДК. В бассейне р. Сухоны наиболее загрязнена р. Пельшма. Для реки характерен экстремально высокий уровень загрязненности воды в створе ниже сброса сточных вод ПО "Соколбумпром", где среднегодовые концентрации составляют: аммонийного азота - 32 ПДК, лигносульфонатов -173 мг/л [Шеховцев, 1995].

Высокое содержание органических веществ способствует острому дефициту растворенного в воде кислорода (до 0,59 мг/л) и образованию сероводорода (до 0,07 мг/л).

Значительный объем загрязненных сточных вод в поверхностные, водоемы сбрасывают:

- Братский ЛПК (Иркутская область);

- Котласский ЦБК (г. Коряжма Архангельской области);

- Архангельский ЦБК (г. Новодвинск);

- АО "Сыктывкарский ЛПК" (Республика Коми).

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность вносит вклад в загрязнение атмосферного воздуха России на уровне 3 % объема выбросов в России от промышленных стационарных источников. Наиболее существенная доля данной отрасли по выбросам твердых веществ (1/23 промышленного объема их выброса), оксида ванадия (V) и ртути (1/33 выброса веществ всей промышленностью России) [Мазур, 1996].

На долю деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной отрасли приходится около 5 % объема используемой свежей воды промышленностью РФ и почти 6 % сброса сточных вод в поверхностные водоемы.

По объему сброса загрязненных сточных вод вклад отрасли значителен и оценивается на уровне 1/5 общего объема сброса загрязненных сточных вод этой категории в целом по промышленности Российской Федерации.

Таким образом, лесной комплекс является существенным источником загрязнения водной, воздушной среды, деградации земель и лесных экосистем, в случае неразумного использования лесных ресурсов. Поэтому чрезвычайно важна охрана окружающей среды в данной области, и здесь приоритетным является создание новых и совершенствование существующих технологий лесозаготовок, деревообработки, использования отходов, недревесной продукции леса для обеспечения устойчивого развития всего промышленно-хозяйственного комплекса.

 

 

                        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Переработка леса – важнейшая составляющая современной промышленности, ибо древесина и сопутствующие ей продукты являются возобновимыми ресурсами. Если раньше, на рубеже XIX – XX вв использовалась, главным образом, древесная продукция от заготовок до применения древесины в строительстве, мебельном производстве, в ЦБП, то в конце XX столетия – комплексная переработка леса стала единственной альтернативой в эволюции разумного хозяйствования, где приоритетным является не только получение высококачественной и экологически безвредной продукции, но и обеспечение устойчивого развития общества. Последнее невозможно без защиты окружающей среды, совершенствования технологий, эффективной переработки отходов и более активное использование недревесной продукции леса.

В новых направления лесного комплекса мы показали возможные пути совершенствования переработки леса. Здесь основные акценты поставлены на разумном проведении лесозаготовок – без нанесения ущерба лесным экосистемам; комплексной переработке древесины до получения высококачественных пиломатериалов; использовании в ЦБП новых технологий без применения хлорной отбелки; переработки опилок и стружки для получения новых, экологически безпасных сортов ДСтП, а также применении новых методов переработки древесной зелени с получением уникальных препаратов, которые могут быть использованы в медицине, парфюмерии и в сельском хозяйстве.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

ВасильевС.Н., Рощин В.И., Выродов В.А. Состав экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной: Обзор. Информ. – М.: ВНИПИЭИлеспром, 1991.- 72 с., табл.- (Лесохимия и подсочка; Вып.1).

“Древесные плиты: теория и практика”. Второй научно-практический семинар. Тезисы докладов. С.-Пб ГЛТА, 1999.

Левин Э.Д., Репях С.М. Переработка древесной зелени.- М.: Лесн. пром-ность, 1981.- 196 с.

Леонович А.А. ДСП: Технологии. Новое в исследованиях и разработках древесностружечных плит. Мебельщик. No2, лето 1999.

Лесоторговый бюллетень. Сентябрь, вып.2, Сев.западн.регион,1999.

Лесоторговый бюллетень. Сентябрь, вып.3, Сев.западн.регион, 1999.

Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб. Пособие для втузов / Под ред. И.И.Мазура.- М.: Высш. Шк., 1996. – 637 с.: ил.

Методика по оценке экономической эффективности использования твердых отходов производства и потребления.- М.: ВИВР, 1988.

Методические рекомендации по комплексной эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса. – М., 1988.

Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования.- М., 1994.

Очистка и рекуперация промышленных выбросов / Максимов В.Ф., Вольф И.В., Винокурова Т.А. и др.: Учебник для вузов.- М.: “Лесн. пром-сть”, 1989.

Петухов Р.М. Оценка эффективности промышленного производства: (Методы и показатели). – М.: Экономика, 1990.

Продниекс А.П. Состояние и перспективы производства лесобиохимических продуктов в существующих цехах по переработке древесной зелени // Лесохимия и подсочка. Экспресс-информ. ВНИПИЭИлеспром, 1988.- No 1. – с 3 – 8.

Радбиль Б.А. Новые направления в переработке и использовании живицы: Обзор. Информ. – М.: ВНИПИЭИлеспром, 1990. – 64 с., 7 ил., 11 табл.- (Лесохимия и подсочка; вып.2.).

Репях С.М., Левин Э.Д. Кормовые добавки из древесной зелени.- М.: Лесн. пром-ность, 1988. – 205 с.

Справочное пособие по экологической оценке. Т.2. Инструкции к различным видам деятельности (Департамент охраны окружающей среды) / Технический документ Всемирного банка No 140, США, 1995 а.

Справочное пособие по экологической оценке. Т.3. Инстр