Качественные показатели древесины для использования в целлюлозно-бумажной промышленности

Из всех отраслей лесоперерабатывающей промышленности целлюлозно-бумажное производство являлось наиболее прогрессирующим в технологическом отношении, что должно было бы оказать определенное влияние на процесс пересмотра и разработку новых стандартных норм на поставляемые балансы, однако, этого не произошло.

В соответствии с ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия», регламентирующий требования к хвойным балансам 1–3-го сорта, и ГОСТ 22296-89 «Балансы для экспорта.

Порода. Согласно стандартам для производства сульфатной целлюлозы, наряду с другими породами, возможно применение ели и сосны 1–3-го сорта. Стандарты не ограничивают использование этих пород для производства сульфитной, бисульфитной целлюлозы, бисульфитной полуцеллюлозы, а также целлюлозы для электроизоляционных видов бумаги, картона, получения древесной массы и на химическую переработку.

Размеры. Размеры круглого балансового сырья определяются размерами и конструктивными особенностями дефибреров и приемных устройств рубительных машин, а также станков, на которых распиливают и окоряют древесину, поступающую на лесную биржу целлюлозно-бумажных комбинатов. Значимыми также являются условия транспортировки древесины и требования к ее рациональной раскряжевке.

По ГОСТ 9463-88 минимальная толщина хвойных балансов должна составлять 6 см без учета коры, максимальная — 40 см. Возможность использования тонкомерной древесины сосны и ели для получения целлюлозы показана в работах Т.Н. Ковтун, Ф.Х. Хакимовой, В.И. Шубина и других.

Длина сортиментов должна составлять не менее 0,75 м. В настоящее время преимущественно ведут заготовку 4- и 2-метровых балансов без учета припусков и допусков по длине.

Припуски — прибавки к номинальным размерам сортиментов. Припуски по длине в круглых лесоматериалах обеспечивают сохранение номинальных размеров при торцовке загрязненных торцов бревен, а также имеющих торцовые трещины.

Пороки. Основными пороками, ограничивающими использование балансов, яв-
ляются сучки и гнили, которые влияют как на выход, так и на качество целлюлозы.

Следует отметить, что в балансах для выработки сульфатной целлюлозы стандартом допускаются сучки всех разновидностей и пасынок. Однако следует учитывать тот факт, что сучки отличаются пониженным содержанием целлюлозы и повышенным содержанием смол. Здоровые сучки при варке образуют непровар, засоряющий целлюлозу, мелкой, трудно отделимой кострой. Большое количество сучков вызывает дополнительные затруднения при окорке балансов, ухудшает качество вырабатываемой целлюлозы, повышая ее смолистость.

Из выше сказанного следует, что балансы с меньшим количеством и диаметром сучков будут отличаться лучшим качеством и позволят повысить выход целлюлозы из единицы объема древесного сырья. Именно этим обосновывается необходимость определения параметров сучковатости стволов, в том числе и по балансам для выработки целлюлозы сульфатным способом.

Под воздействием дереворазрушающих грибов в древесине происходит процесс гниения. Наличие гнили отрицательно отражается на выходе целлюлозы, а также вызывает повышенный расход химикатов при варке, что неблагоприятно сказывается на себестоимости конечной продукции. В связи с этим ГОСТ 9463-88 ограничивает наличие ядровой, заболонной и наружной трухлявой гнили в балансах.

Для балансов 1-го и 2-го сорта в соответствии со стандартом 9463-88 кривизна не должна превышать 3%. С технологической точки зрения для переработки на целлюлозу могут использоваться балансы с большим значением кривизны, что допускают некоторые контракты на поставку лесоматериалов для целлюлозно-бумажной промышленности. Однако кривизна стволов приводит к образованию повышенных отходов и потерь древесины в виде лома, отщепов, лучины и костры при механической подготовке (окорке и рубке), а также при дефибрировании — в производстве древесной массы.

Кроме того, кривизна стволов обычно сопровождается образованием крени, которая, в свою очередь, ведет к снижению выхода целлюлозы по варке. Содержание лигнина в крени значительно выше и доходит до 35% вместо нормальных 28–29%, а содержание целлюлозы, наоборот, уменьшается до 27% вместо 41–42% для обычной древесины, что подтверждает целесообразность использования сырья в целлюлозно-бумажной промышленности без наличия крени.

Обугленность существенно влияет на качество целлюлозно-бумажной продукции и должна отсутствовать в балансах.

Следует отметить, что ГОСТ 9463-88, независимо от сорта лесоматериалов, допускает применение балансовой древесины с заболонными грибными окрасками, червоточинами, трещинами, сухобокостью, открытой проростью и механическими повреждениями.

ГОСТ 22296-89 предъявляет более жесткие требования к экспортируемым балансам и ограничивает поставку сырья лишь 1-го и 2-го сорта диаметром от 6 до 24 см и длиной от 1,0 до 6,5 м. Стандартом несколько повышены требования к древесному сырью в части наличия и выраженности пороков. Дополнительные требования.

При образовании рака нарушается правильная форма круглых сортиментов. У хвойных пород рак сопровождается сильным смолотечением и засмолением древесины, что отрицательно отражается на выходе и качестве целлюлозы. На качество целлюлозно-бумажной продукции, экономические показатели ее производства сильное влияние оказывает плотность перерабатываемого древесного сырья.

Использование более плотной древесины обеспечивает повышенный выход целлюлозы на варку вследствие лучшего заполнения варочных котлов более тяжелой щепой, что снижает себестоимость производимой продукции. Так, для производства 1 т сульфатной целлюлозы из древесины сосны с базисной плотностью 400 кг/м3 требуется 5,2 м3 древесины, в то время как при плотности сырья 300 кг/м3 потребность достигает 7,0 м3. Для древесины ели с указанной плотностью эти различия составляют 1,8 м3/т.

Как известно ранее целлюлозно-бумажная промышленность предъявляла жесткие требования к плотности поставляемого сырья. Так для переработки использовались балансы сосны I и II категории с условной плотностью 329–411 кг/м3, дляели эти значения составляли 346–395 кг/м3. Такой важный показатель, как плотность древесины, неоправданно не включен в требования действующих стандартов. Это пробел должен быть устранен, назрела явная необходимость введения нормативов по плотности при разработке программ целевого выращивания древесины.

Кроме того, длина волокна, толщина его стенок, угол наклона фибрилл, химическая композиция клеточных оболочек, влажность древесины, соотношение объема ядра и заболони, являются важными показателями древесины балансов и могут использоваться при качественной оценке.

В группу дополнительных включены показатели, не являющиеся критическими и в меньшей степени влияющие на формирование качества балансов (табл. 4.1).

В конечном итоге следует заключить, что высококачественное сырье для целлюлозно-бумажной промышленности — это относительно некрупные лесоматериалы, древесина которых характеризуется небольшой сучковатостью, отсутствием гнили и обугленности, повышенной плотностью.