21.2. Использование корья

Корье используют для получения из него дубильных веществ - таннинов. Содержание таннинов в коре растений зависит от условий местопроизрастания, возраста и вида растения. Так, например, с ухудшением условий произрастания содержание таннинов в корье ели повышается и понижается с увеличением возраста. В среднем же кора ели содержит около 10,5 % таннинов. В молодой и старой коре ивы наличие таннинов равно соответственно около 15 и 8,9 % (Ники­тин и др., 1931). Считается экономически целесообразным заготавли­вать кору, в которой содержание таннинов составляет 8 % и более.

Таннины из корья обычно извлекают горячей водой путем экс­тракции с использованием батареи, состоящей из нескольких экстрак­торов. Принцип работы экстракторов аналогичен батарейно- противоточному способу экстракции, приведенному в подразделе 19.1 «Канифольно-экстракционное производство».

Полученный водный экстракт дубильных веществ можно в есте­ственном виде использовать по назначению или после концентриро­вания под вакуумом в виде жидких, твердых или порошкообразных концентратов.

Дубильные вещества используют в кожевенной промышленно­сти для дубления кож, при воронении стальных изделий и производ­стве пластмасс, в медицине и других отраслях промышленности.

21.3. Переработка и использование древесной зелени

Химический состав ДЗ сложнее и разнообразнее, чем древеси­ны. Условно входящие в нее химические вещества можно разделить на 9 классов (Андерсон и др., 1983): белки и нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, фенольные соединения, витамины, алкалоиды, гликозиды, органические кислоты и минеральные вещества. Именно большое разнообразие химических веществ, входящих в состав ДЗ, и определяет возможность ее широкого использования в народном хо­зяйстве. Из ДЗ путем ее механической переработки получают хвойно- витаминную муку, а при химической переработке - хлорофилло- каротиновую пасту, хвойный натуральный экстракт, провитаминный концентрат и другие продукты. Пихтовую ДЗ используют для полу­чения пихтового масла.

Древесная зелень характеризуется механическим и химическим составом. Под механическим составом понимается содержание листь­ев (хвои), коры и древесины. Он зависит от вида дерева и диаметра побегов. При этом у хвойных деревьев с увеличением диаметра побе­гов масса хвои снижается, а масса коры и древесины повышается. На­пример, для побегов сосны обыкновенной, ели сибирской и пихты си­бирской диаметрами 6, 8 и 10 мм масса хвои в среднем составляет со­ответственно 73,1; 69,1; 65,1 %, коры 13,8; 14,7; 15,5 % и древесины 13,1; 15,5; 19,4%.

Древесная зелень лиственных пород содержит меньше листьев и больше других элементов. Так, ДЗ березы состоит на 58,1 % из листь­ев и 41,9 % коры и древесины, а сосны - 63,3 и 36,7 % соответствен­но (Грязькин и др., 1993).

Химический состав хвои сосны и ели, мг на 1 кг абсолютно

сухого вещества

Химический состав ДЗ непостоянный и меняется в зависимости от многих факторов: возраста дерева, сезона года, древесной породы, метеорологических условий, места произрастания и др. Особенно из­менчиво количество тех веществ ДЗ, которые принимают непосредст­венное участие в жизненных процессах дерева, например хлорофилл, каротин, витамины (табл. 58). Меньше меняется количество веществ, составляющих структурную основу ДЗ, например целлюлоза, лигнин. В среднем в хвое сосны содержится 29,73 % целлюлозы и 22,96 % лигнина, а в хвое ели 17,57 и 24,15 % соответственно.

Таблица 58 Составные элементы	Сосна обыкновенная	Ель европейская
Хлорофилл	До 11500	До 1400
Каротин	94-367	70-244
Витамин С	До 10000	До 15000
Витамин Е	До 360	До 350
Витамин В2	10	11
Железо	156	178
Марганец	316	318
Цинк	30	29
Медь	7	14
Кобальт	До 0,16	До 0,58
Кальций	1140	1200
Фосфор	90	100

Использование свежей древесной зелени. Из-за наличия в древесной зелени различных веществ и химических соединений (ви­тамины, минеральные вещества, хлорофилл и др.) свежую древесную зелень можно с успехом использовать в качестве ценного дополнения к рациону животных и птиц (Булгаков и др., 1987).

Витамины играют большую роль в обмене веществ животных, с ними связано действие около 300 ферментов. Витамины оказывают влияние на рост, развитие, деятельность кроветворных органов, функции половой системы, иммунитет и др.

Минеральные вещества входят в состав всех клеток, тканей и биологических жидкостей организма, участвуют в обмене веществ и пищеварительном процессе, поддерживают определенный рН крови, оказывают большое влияние на процессы всасывания и усвоения пи­тательных веществ клетками тела, способствуют созданию среды, в которой проявляют свое действие гормоны и ферменты. При недос­татке в рационах минеральных веществ у животных развиваются тя­желые заболевания (рахит, остеопороз, анемия и др.).

Хлорофилл имеет определенное родство с гемоглобином - пиг­ментом крови животных, способствует более быстрому росту, разви­тию молодняка и благотворно влияет на продуктивность, деятель­ность сердечно-сосудистой системы.

В летнее время животные обеспечиваются хлорофиллом за счет свежей зеленой травы, а зимой, как правило, они испытывают недос­таток в хлорофилле, и поэтому кровь животных содержит меньше ге­моглобина, чем летом.

В древесной зелени присутствуют различные фитонциды, за­медляющие рост и развитие микробов или убивающие их. Сосна, ель, пихта, можжевельник, тополь и др. содержат фитонциды, оказываю­щие действие на простейшие живые организмы.

Кормовая ценность древесной зелени определяется содержани­ем в ней энергетических и белковых веществ. К энергетическим ве­ществам относятся углеводы, крахмал, целлюлоза и гемицеллюлоза, а важнейшим представителем белковых веществ являются протеины.

При общей питательности хвоя приравнивается к яровой соло­ме, а по содержанию протеина не уступает клеверному сену.

Производство хвойно-витаминной муки (механическая пере­работка). Для производства хвойно-витаминной муки пригодна любая скоростная сушилка с температурой около 300 С. Технологическая схема получения хвойно-витаминной муки приведена на рис. 86.

Рис. 86. Технологическая схема получения хвойной витаминной муки: 1 - вагонетка; 2 - хвоеотделитель; 3 - топка; 4 - дробилка; 5 - сито; 6 - дозатор;

7, 8, 9 - колонны; 10 - отделитель недосушенного продукта; 11 - циклон;

12 - вентилятор; 13 - дробилка для размола сухой хвои в муку;

14 - циклон для готовой муки; 15 - дымовая труба

Охвоенные ветви сосны и ели доставляются из леса на склад ус­тановки и вагонетками подаются в отделение подготовки сырья. В хвоеотделителе хвоя отделяется от сучьев и ленточным транспорте­ром подается на дробилку. Сучья используют как топливо. Измель­ченная хвоя пневмотранспортом подается на сито, из которого равно­мерно вводится в поток сушильного агента (дымовые газы с приме­сью наружного воздуха). Хвоя вместе с дымовыми газами из топки посредством вентилятора увлекается в сушильный блок, состоящий из трех последовательно соединенных колонн. Хвоя «витает» в ко­лонне, пока не подсохнет, затем переходит во вторую колонну и далее в третью. Из третьей колонны масса направляется в отделитель влаж­ного продукта, где влажная хвоя падает вниз и направляется вновь в нижнюю часть второй колонны на дополнительную сушку. Сухая хвоя вместе с газами поступает в циклон, отделяется от потока су­шильного агента и через дозатор попадает в люк дробилки, где пере­рабатывается в муку, просеивается через сито и пневмотранспортером подается в циклон для готовой продукции. Расфасовка в бумажные мешки производится при помощи дозирующего устройства. Продол­жительность сушки хвои 30-50 с. Пропускная способность установки по сырью 1700 т в год

.Высушенную и упакованную хвойно-витаминную муку можно хранить при соблюдении определенных условий без снижения ее ка­чества. Однако при длительном хранении в хвойно-витаминной муке снижается содержание каротина. Поэтому при ее хранении нужно иметь в виду следующее:

• лучшим местом для хранения хвойно-витаминной муки явля­ется кирпичное затененное и холодное помещение;

• лучшей и наиболее выгодной тарой для хранения являются по­лиэтиленовые мешки, трех- пятислойные крафтмешки и деревянные лари. Недопустимо хранить муку насыпью;

• хранить муку в зимнее время можно 5 и более месяцев, а летом — не более 1-3 месяцев;

• для лучшей циркуляции воздуха и сохранения муки от попада­ния влаги полы складов должны быть приподняты над уровнем земли на 0,3-0,5 м.

Хвойно-витаминная мука в основном используется в качестве витаминной добавки в рацион сельскохозяйственных животных и птиц. Так, для птиц и свиней эта добавка составляет 50 г на 1 кг сухо­го корма, для крупного рогатого скота и лошадей - 1-2 кг, а для мо­лодняка - по 250-500 г.

Получение хлорофилло-каротиновой пасты (химическая пе­реработка). Из ДЗ сосны и ели путем экстракции бензином смолистых веществ и обработки их водным раствором щелочи получают пасту. Подготовленная к экстракции ДЗ загружается в экстрактор с ложным днищем. Из бензобака подается бензин. Под ложным днищем распо­лагается змеевик для глухого пара и барботер. Экстракция смолистых веществ идет при температуре кипения растворителя. Полученный экстракт сливается в бак-фильтр, а из него поступает в перегонный куб. После отгонки растворителя смолистые вещества поступают в омылятор, где нейтрализуются раствором NaOH при перемешивании и подогреве до 60-80 °С. Паста в горячем состоянии расфасовывается в бидоны. Из 1 т ДЗ получается 40-55 кг пасты. В настоящее время основным потребителем пасты является мыловаренное производство. Используется она в животноводстве и для получения наиболее эколо­гически чистых и ценных препаратов.

Получение пихтового масла. Пихтовое масло - это эфирное масло, получаемое из хвои и тонких ветвей пихты, представляет со­бой прозрачную светло-желтую или зеленоватую жидкость с харак­терным запахом. Пихтовое масло содержит 30-43 % борнилацетата, 18-20 % камфена, 3-5 % борнеола и ряд других веществ.

357

Сырьем для производства пихтового масла служит хвоя пихты - пихтовая лапка. Стандартной считается лапка длиной 26-30 см, со­держащая (по весу) 70 % хвои, 18 % коры и 12 % древесины. Такая лапка дает наибольший выход пихтового масла.

Отгонка пихтового масла из лапки производится паром в специ­альных установках. Известны два типа пихтоваренных установок: вятский и западно-сибирский (рис. 87). Установка западно­сибирского типа более производительная и технически совершенная, поэтому широко распространена в промышленности. Установки бы­вают одночанными и двухчанными и имеют следующее устройство (см. рис. 87, б).

Рис. 87. Схема пихтоваренных установок: а - вятская установка; б - западносибирская установка; 1 - чан для пихтовой лапки; 2 - котел; 3 - топка котла; 4 - паропровод; 5 - холодильник; 6 - маслоотделитель; 7 - приемник для масла

Котел-парообразователь предназначается для получения водя­ного пара и изготавливается из 3-миллиметровой листовой стали. Диаметр котла 900-950 мм, длина 2000-2500 мм. Парильный чан изго­тавливают из сосновых, лиственничных или кедровых досок толщи­ной 60-65 мм. Верхний диаметр чана 2200 мм, нижний - 1800 мм, вы­сота 2500 мм. На дно чана кладут бруски и на них укладывают желез­ную решетку, на которую загружают пихтовую лапку. Под решетку подается пар. Установка имеет подъемный механизм для вынимания решетки с отработанной пихтовой лапкой, холодильник (коленчатый или змеевидный), маслоотделитель и приемник для масла.

До начала загрузки парильный чан заполняют на 2/3 его объема водой. Загрузку ведут при постоянной подаче в чан острого пара. Сначала загружают крупную, а затем мелкую лапку. Всего в чан ус­танавливают 4 решетки. На две нижние и верхнюю решетки лапку укладывают с утрамбовкой, а на третью рыхло. Особенно уплотняют лапку у стенок чана, очищают от лапки отводную трубу, закрывают чан и подают в него пар. До 60 % всего масла отгоняется в первые 3- 4 ч. Конец отгонки определяют путем отбора пробы высотой 100 мм в стеклянный цилиндр. Если слой масла на поверхности воды не пре­вышает 1 мм, отгонку масла можно считать законченной. Отработан­ную лапку выгружают из чана вместе с решетками при помощи кра­на-укосины. После этого всю установку тщательно осматривают, ко­тел снаружи очищают от сажи. Холодильник очищают снаружи и промывают внутри горячей водой. Оборот пихтоваренной установки 16-17 ч. Полученное пихтовое масло в течение 3-4 сут отстаивают от воды, чтобы оно стало прозрачным. Содержание в масле борнилаце- тата - наиболее ценной части эфирного масла - не должно быть менее 32%.

Пихтовое масло пользуется большим спросом, и область его применения постоянно расширяется. Пихтовое масло используется в медицине, парфюмерии, кинотехнике, мыловарении, для получения камфары и т.д.

Вопросы для самоконтроля

1. Принцип работы казана.

2. Какие продукты получают при дегтекурении?Каким образом извлекают таннины из корья?

3. Механический и химический составы древесной зелени.

4. Какие вещества получают при механической и химической переработке хвои?

Что составляет наиболее ценную часть пихтового масла

?

1 Смолистость осмола. Чем богаче осмол смолистыми вещест­вами, тем больше их будет извлечено, так как остаточная смолистость щепы одинаковая (3,5-5,5 %) относительно обессмоленной сухой древе­сины.