Применение сосновой коры

ДР 240502.09.000 ПЗ

обозначение документа

 

Дипломник группы ТППиЭ-71                                                          П.В. Иванов

                                                                                                                                                       и.о., фамилия

Руководитель работы       - доцент, к.х.н.                                        Н.П. Мусько

                                              должность, ученая степень                                                      и.о., фамилия

Консультанты:

Экономика, организация

и планирование            - доцент, к.т.н.                                       Л.В. Полякова

раздел проекта                        должность, ученая степень        подпись                              и.о., фамилия

Охрана труда и охрана

окружающей среды         - доцент, к.х.н.                                         А.А. Вихарев

раздел проекта                          должность, ученая степень             подпись                              и.о., фамилия

 

БАРНАУЛ 2012

Реферат

В данной работе проведено изучение влияния условий модификации коры сосны методом взрывного автогидролиза для последующего изготовления плитных теплоизоляционных материалов на их свойства.

В результате проведенных исследований, при различных условиях были получены плитные материалы, проведено исследование методом ЯМР ¹³С, исследована теплопроводность каждого образца. На основе полученных данных составлены сводные таблицы зависимости теплопроводности от условий парового взрыва.

В экономической части произведен расчет продолжительности выполнения этапов и затрат на научно-исследовательскую работу. Наибольшую часть в структуре себестоимости занимают затраты на оплату труда, что говорит о трудоемкости НИР.

В разделе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены вопросы техники безопасности при работе в лаборатории, опасные и вредные производственные факторы и их влияние на человека, пожарная профилактика и расчет искусственного освещения.

Дипломная работа содержит:   страниц печатного текста,   рисунков,   таблиц и   литературных ссылок.

 

                                                                                           

Список используемых сокращений

ЛЦМ – лигниноцеллюлозный материал;

ВАГ – взрывной автогидролиз;

ЯМР – ядерно-магнитный резонанс;

ФПЕ – фенилпропановая единица;

ГМЦ – гемицеллюлозы;

РВ – редуцирующие вещества;

ДВП – древесноволокнистые плиты;

ДСП – древесностружечные плиты;

ЛГП – легкогидролизуемые полисахариды.

Содержание

Введение…………………………………………………………..….…..7

1 Литературный обзор…………………………………………..….…..8

1.1 Применение сосновой коры…………………………………….…..8

1.2 Строение, состав и свойства древесной коры……………….….…..9

1.2.1 Анатомическое строение коры хвойных пород дерева………....9

1.2.2 Химический состав коры………………………………………….11

1.3 Классификация теплоизоляционных материалов………………...19

1.4 Основные характеристики теплоизоляционных материалов…..…21

1.4.1 Плотность…………………………………………………………..22

1.4.2 Пористость………………………………………………………..23

1.4.3 Теплопроводность и теплоемкость……………………………..24

1.4.4 Теплоустойчивость………………………………………………..26

1.4.5 Влажность и водопоглощение…………………………………..27

1.4.6 Паропроницаемость, водонепроницаемость, водоустойчивость.28

1.4.7 Химическая и биологическая стойкость……………………….29

1.4.8 Прочность, сжимаемость, упругость, гибкость и уплотнение….31

1.4.9 Линейная температурная усадка, средний диаметр волокна и содержание органических веществ……………………………………………33

1.4.10 Огнестойкость……………………………………………………33

1.4.11 Экологическая и технологическая безопасность теплоизоляционных материалов и конструкций………………………………34

1.5 Теплоизоляционные материалы на органической основе………35

2 Методическая часть……………………………………………….…41

2.1 Установка  для  получения  волокнистой  массы  паровым  взрывом…………………………………………………………………………...41

2.2 Методика проведения взрывного автогидролиза…………………43

2.3 Прессование плитных материалов.................………………………44

2.4 Определение коэффициента теплопроводности…………………44

2.5 Определение плотности…………………………………………….49

2.6 Определение пористости……………………………………………49

2.7 Определение целлюлозы по методу Кюршнера и Хоффера……...50

2.8 Определение лигнина с 72%-ной серной кислотой в модификации Комарова…………………………………………………………………………51

2.9 Определение массовой доли редуцирующих веществ в гидролизатах по методу Макэна и Шоорля…………………………………..52

2.10 Анализ методом ЯМР-спектроскопии……………………………54

3 Обсуждение результатов…………………………………………….55

4 Организационно-экономическая часть……………………………..64

4.1 Перспектива развития лесохимической промышленности в Алтайском крае…………………………………………………………………64

4.2 Организация, планирование и контроль НИР…………………..67

4.2.1 Разработка плана работы………………………………………..68

4.2.2 Определение удельного веса каждого этапа в трудоемкости всей темы………………………………………………………………………………70

4.2.3 Определение степени нарастания технической готовности по этапам…………………………………………………………………………….71

4.2.4 Расчет продолжительности выполнения этапов……………….71

4.3 Расчет затрат на НИР………………………………………………73

4.3.1 Затраты на сырье и материалы…………………………………73

4.3.2 Электроэнергия на технологические цели………………………73

4.3.3 Оплата труда исполнителей НИР………………………………..74

4.3.3.1 Расчет численности исполнителей по теме……………………74

4.3.3.2 Расчет фонда оплаты труда……………………………………76

4.3.3.3 Страховые выплаты……………………………………………78

4.3.4 Расчет стоимости приобретаемого оборудования…………….78

4.3.5 Амортизация………………………………………………………78

4.3.6 Общелабораторные расходы…………………………………….79

4.3.7 Накладные расходы………………………………………………79

4.3.8 Смета и структура затрат на НИР……………………………….80

4.4 Эффективность НИР………………………………………………..81

5 Охрана труда…………………………………………………………83

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов………83

5.2 Микроклиматические условия…………………………………….84

5.3 Производственное освещение……………………………………..85

5.4 Расчет освещения…………………………………………………..85

5.5 Электробезопасность……………………………………………….90

5.6 Пожарная безопасность…………………………………………….90

5.7 Мероприятия по снижению негативного воздействия опасных и вредных производственных факторов…………………………………………92

5.8 Охрана окружающей среды………………………………………..93

Заключение………………………………………………………………94

Список литературы……………………………………………………...95

Приложение А…………………………………………………………...99

 

Введение

Древесина – это один из наиболее важных природных материалов. В результате любой переработки древесины образуются многотоннажные отходы. Поэтому по–прежнему остро стоит вопрос о проблеме утилизации растительных отходов, количество которых увеличивается из года в год. Крупнотоннажные отходы растительного происхождения – щепа, опилки и стружка до сих пор являются неликвидным побочным продуктом. Ограничен круг технологий, позволяющих эффективно и с положительным экономическим эффектом утилизировать древесные отходы.

Одним из направлений использования растительных остатков является производство композиционных материалов – древесноволокнистых и древесностружечных плит (ДВП, ДСП), применяемых в строительстве и мебельной промышленности. Существующие в настоящее время технологии производства строительных материалов базируются на использовании в качестве связующего вещества фенолформальдегидных или мочевиноформальдегидных смол. Последние опасны для человека не только при их производстве, но и в композиционных материалах. Кроме того, синтетические связующие очень дороги – их стоимость составляет большую часть стоимости готового изделия. В связи, с чем активно ведутся исследования по разработке новых технологий изготовления плитных материалов. В работах проводимых на нашей кафедре используется альтернативный метод изготовления плитных материалов. В основе метода лежит глубокая физико–механическая модификация под действием острого пара. Было предложено исследовать теплофизические свойства получаемых материалов. На примере коры сосны были получены теплоизоляционные плитные материалы. В используемом методе все составляющие, необходимые для изготовления плитных материалов, получаются в результате гидротермической обработки коры из ее компонентов.

 

Литературный обзор

Применение сосновой коры

В настоящее время сосновая кора применяется мало, в основном это мульчирование почвы, либо просто сжигание как древесных отходов. Рассмотрим применение сосновой коры как мульчи подробнее.

Кора сосновых деревьев, уложенная вокруг основания растений, подходит для кустарников и деревьев. Кроме того, сосновая кора хороша и при засухе и при затяжных дождях, так как не пропускает излишнюю влагу в почву и, вместе с тем, препятствует её интенсивному испарению.

Мульчирование сосновой корой сокращает время, потраченное на содержание сада, и улучшает его вид. С эстетической точки зрения растения на фоне мульчи выглядят привлекательнее и аккуратнее.

Измельчённая кора сосновых деревьев (мульча) давно и успешно применяется в ландшафтном дизайне. Мульчирование сосновой корой – обязательный элемент обустройства посадок хвойников, вересков, рододендронов и азалий.

Небольшой участок, засыпанный измельчённой сосновой корой, долго не зарастёт травой и будет выглядеть весьма привлекательно в декоративном отношении.

Кора может оставаться на земле 2-3 года. Измельченной корой можно посыпать дорожки, что будет препятствовать попаданию дождевой воды в почву. Мульча из древесной коры предохраняет почву от излишнего испарения, устраняет резкие колебания температуры: летом почва меньше нагревается, а влажные и прохладные условия у корней растений более благоприятны для их роста; зимой почва лучше сохраняет тепло, уменьшается её промерзание.

Мульча из коры подавляет рост сорняков, некоторых даже полностью, и препятствует попаданию новых семян в почву. Под мульчирующим слоем не образуется корка. Мульча защищает растения от размыва поверхностным стоком воды и уменьшает разбрызгивание. Укрытие почвы корой сдерживает рост и развитие некоторых вредителей и болезней.