БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

В. В. НЕКРИШ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

(Технико-экономические основы заготовки,

механической, химической переработки древесины

и производства строительных материалов)

Учетное пособие для студентов

специальности Н.05.01.00 — «География»

МИНСК 2000

А в т о р

В. В. Некриш

Рецензенты:

кандидат географических наук, доцент Г.С.Смоляков,

кандидат географических наук, доцент В. М. Зайцев

Рекомендовано на заседании совета географического факультета 14 декабря 1999 г., протокол № 4

В пособии рассмотрены особенности лесных ресурсов, способы заготовки древесины, производства пиломатериалов, фанеры, древесных плит, целлюлозы, бумаги, продукции лесохимии, строительных материалов. Раскрыты их технико-экономическая специфика, ее влияние на размещение предприятий, техногенное воздействие способов производства на окружающую среду.

БГУ, 2000

1. Заготовка, механическая и химическая переработки древесины

Заготовка древесины, ее механическая и химическая переработка ведется на предприятиях лесопромышленного комплекса (ЛПК). Он представляет сложное межотраслевое формирование, состоящее из взаимообусловленного сочетания предприятий по использованию и доведению до потребителя конечной продукции. ЛПК состоит из совокупности предприятий лесного хозяйства, промышленности по механической, химической и микробиологической переработке лесных ресурсов, имеющих тесные производственно-экономические взаимосвязи, основанные на комплексном использовании древесины. Комплексообразующими отраслями являются лесное хозяйство, лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная промышленность и лесохимия.¹

Естественную основу развития комплекса составляют лесные ресурсы, которые представлены древесными и недревесными компонентами, а также защитными и социальными функциями леса (рис.1). Следовательно, значение лесов в хозяйстве определяет совокупность сырьевых и несырьевых ресурсов. По хозяйственному значению и выполняемым функциям леса подразделяют на три группы. Первую группу составляют леса заповедников, территорий вокруг населенных пунктов, курортных, поле-, водо-, почвозащитных зон, особенно ценных массивов (промысловых, орехоплодных) и других типов, которые выполняют защитные, санитарно-гигиенические и оздоровительные функции. Основное значение в ресурсном потенциале таких лесов имеют несырьевые компоненты. Во вторую группу включены леса с большим значением несырьевых ресурсов и ограниченным использованием древесины в объемах среднегодового прироста. В таких лесах древесные ресурсы используют с целью их эффективной эксплуатации и полного восстановления. В данной группе выделяют эксплуатируемые и недоступные для эксплуатации леса и спецзоны. К третьей группе отнесены леса многолесных районов с основными объемами промышленных лесозаготовок. Здесь доминируют в хозяйственном значении древесные ресурсы с применением всех видов рубок без ущерба защитных, восстановительных свойств лесов. В этой группе, кроме типов лесов второй группы, выделяют резервные леса, эксплуатация которых не намечена в ближайшие 20 лет.

¹Лесное хозяйство - самостоятельная отрасль экономики страны, как и промышленность в целом. Поэтому технико-экономическая специфика лесного хозяйства в главе не рассмотрена.

ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ

ДРЕВЕСНЫЕ РЕСУРСЫ

НЕДРЕВЕСНЫЕ РЕСУРСЫ

РЕСУРСЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНОСТЕЙ ЛЕСА

Ягоды, грибы и плоды дикорастущих растений

Лекарственное и техническое сырье

Продукция подсочки сосны, березы и др.пород

Пушномеховая и мясодичная продукция лесных животных

древесина

Недревесные компоненты дерева

Сенокошение и пастьба скота в лесу

Другие продукты использования

Физико-географические формы лесов

Социально-культурные формы лесов

Рис.1. Понятийная схема состава лесных ресурсов

Данная группировка лесов отражаем специфику природных условий регионов и возможность использования лесных ресурсов.¹

Один из наиболее ценных компонентов лесных ресурсов - древесина. Области ее применения обусловлены свойствами и вещественным составом. Древесина состоит из органической массы, большую часть которой составляют высокомолекулярные соединения с небольшими примесями минеральных веществ(0,3-1,1 % от общей массы). Сухая древесина содержит 49-50 % углерода, 6-7% водорода, около 44-45 % кислорода и около 1 % азота. Углерод и водород обуславливают топливную ценность, а малая доля минеральных соединений - низкую зольность древесины.

Древесина имеет сложный вещественный состав. Основу ее составляют целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, которые образуют клеточную оболочку. Целлюлоза* имеет волокнистое строение и представляет природный полимер стойкий к обычным растворителям (спирты, эфиры и т.д.). В сухой древесине ее содержание превышает половину массы. В хвойных породах содержание целлюлозы больше, чем в лиственных. При этом волокна лиственных пород тоньше, в 2-3 раза короче хвойных. Лиственная древесина структурно сложнее, быстрее поражается гнилью. Все это усложняет получение целлюлозы, ухудшает качественные показатели конечной продукции. В промышленности отдают предпочтение использованию хвойных пород.

Второе важное вещество древесины – гемицеллюлоза.* Она по химическому составу близка к целлюлозе и представляет смесь сложных сахаров (гексозаны, пентозаны и других веществ). Гемицеллюлоза легко гидролизуется с образованием простых сахаров (пентозы, гексозы) и полисахаридов (крахмал, гликоген и др.), которые образуют спирт под воздействием дрожжей. Ее содержание в хвойных породах составляет 17-20, лиственных - 30-35% от общей массы.

Третьим основным компонентом является лигнин* - сложное соединение органических веществ, составляющее 17-30% древесины. Лигнин ухудшает качество целлюлозы, бумаги, не гидролизуется и при глубокой переработке древесины образует побочный продукт. Он легко растворяется в горячих щелочах, окислителях и других реагентах. До пяти процентов древесины составляют жиры, смолы, воск, белок, красящие, дубильные и другие вещества. Древесина имеет сравнительно небольшой удельный вес и остаточную прочность, хорошие изоляционные свойства, легко обрабатывается, устойчива к внешнем) воздействию и др.

¹ В Беларуси по данным причинам все леса отнесены к первой и второй группам. Доля первой группы в общей площади лесного фонда составляет более половины. В России преобладают в общей площади лесного фонда леса третьей группы и только 1/5 составляют леса первой и второй группы.

*Данным символом отмечены в пособии слова, объяснение которых дано в словаре терминов на страницах 81-82.

Все это делает ее универсальным материалом и благоприятствует широкому применению в различных отраслях хозяйства (рис. 2).

Таким образом, древесина содержит различные вещества, что обусловливает важность комплексного использования. На современном папе до 9/10 заготавливаемой древесины направляют на механическую и химическую переработку. Для сравнения отмстим, что в начале XX столетия более половины ее использовалось в качестве дров. Из древесины получают более 25 тыс. изделий и только около 1% из них - механическим способом. Древесина - это топливо, строительный, конструкционный материал, сырье для промышленности. При этом наиболее эффективна продукция глубокой переработки древесины.