Древесина — один из самых распространённых и универсальных природных материалов, который используется человеком на протяжении тысячелетий. Сегодня её переработка занимает важное место в промышленности, строительстве и даже в быту. Одним из итоговых продуктов такой переработки служат древесные щепы и опилки, которые находят широкое применение: от производства бумаги до создания биотоплива. Но мало кто задумывается, как именно эти мелкие фрагменты древесины получают и какие технологии лежат в их основе. В этой большой и подробной статье мы разберёмся, как из цельной древесины или древесных отходов получают щепу и опилки, какие методы и оборудование для этого используют, а также в каких сферах эти материалы применяются.
Что такое древесные щепы и опилки
Определение и основные отличия
Древесные щепы — это кусочки древесины правильной формы, обычно с размером от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Они имеют относительно ровные грани и однородную структуру, что делает их удобными для дальнейшей переработки. Опилки — это более мелкие фрагменты, напоминающие порошкообразные или очень тонкие стружки, которые остаются после резки, строгания или шлифовки древесины.
Несмотря на схожесть, эти два материала существенно различаются по свойствам и технологии получения. Щепа более крупная и применяется в изготовлении плит, топлива или целлюлозы, а опилки — в качестве наполнителя, топливного сырья или сырья для производства древесных композитов.
Основные характеристики древесных щеп и опилок
Чтобы лучше понять, почему щепа и опилки имеют разное назначение, стоит взглянуть на их характеристики:
| Параметр | Древесные щепы | Опилки |
|---|---|---|
| Размер фрагментов | 5-50 мм | менее 5 мм |
| Форма | прямоугольная/квадратная, с ровными гранями | случайная, часто тонкая, стружкообразная |
| Использование | производство ДСП, топливо, целлюлоза | наполнитель, топливо, сырьё для брикетов |
| Влажность | обычно ниже 30% | может быть выше 30% |
Исходное сырьё для производства щеп и опилок
Основные виды древесины
Для получения щеп и опилок используют разные виды древесины, и выбор зависит от дальнейшего применения материалов. Основное сырьё делится на две категории:
- Хвойные породы: сосна, ель, пихта и кедр. Эти породы известны высокой смолистостью, что влияет на горючесть и устойчивость материала.
- Лиственные породы: берёза, дуб, бук, ясень. Обладают более плотной и плотной структурой, что влияет на толщину и плотность щепы и опилок.
Хвойные породы чаще используются для производства печного топлива и в целлюлозной промышленности, а лиственные — в области мебели и качественных древесных плит.
Исходные формы древесины для переработки
На заводах исходное сырьё может быть самым разным: это могут быть специальные бруски, круглые лесоматериалы или отходы деревообрабатывающего производства — обрезки, коруны, шпон, доски. Важно учитывать состояние древесины, её влажность и размер, поскольку это напрямую влияет на качество готового продукта.
Технологии получения древесных щеп
Щепорезание — базовая технология
Самый распространённый способ получения щепы — это щепорезание. Процесс заключается в том, что круглые или распиленные бревна проходят через специальное оборудование — щепорезки, которые буквально режут древесину на маленькие кусочки нужной формы и размера. Этот метод позволяет получать ровные, однородные щепки, которые максимально пригодны для дальнейшей обработки.
Щепорезки бывают разных типов:
- Дисковые щепорезки: работают за счёт вращающегося диска с ножами. Высокая скорость, точность и однородность щепы.
- Барабанные щепорезки: древесина подаётся в барабан, где вращается с ножами, измельчая материал. Отличается высокой производительностью и подходит для крупных предприятий.
- Роторные щепорезки: обеспечивают измельчение за счёт ротора с ножами, формируют щепу контролируемого размера.
Этапы производства щепы
Процесс типичного производства щепы можно разбить на несколько этапов:
- Подготовка сырья: очистка от грязи, удаление коры и больших веток.
- Разделение древесины на крупные заготовки: распиловка бревен на более мелкие части.
- Измельчение щепорезкой: получение кусочков нужной формы и размера.
- Сортировка и охлаждение: удаление слишком крупных или мелких фрагментов, а также удаление пыли.
- Сушка (при необходимости): для снижения влажности и улучшения хранения материала.
Инновационные технологии в щепорезании
Современные заводы повышают эффективность производства, используя компьютеризированное управление оборудованием и автоматизацию. Например, системы считывания древесины позволяют автоматически менять силу и скорость резки в зависимости от плотности и влажности материала. Также применяют высокоточные ножи из твердосплавных материалов, которые значительно увеличивают срок службы оборудования.
Технологии получения древесных опилок
Источники опилок
Опилки обычно появляются как побочный продукт при обработке древесины на различных этапах:
- Распиловка на пилорамах, где создаются крупные и мелкие отходы древесины.
- Строгание и шлифовка, которые производят тонкие древесные стружки и пыль.
- Дробление древесных отходов, чтобы получить опилки определённой дисперсности.
Основные методы получения опилок
В промышленности используют несколько видов оборудования для производства опилок:
Пильные станки и пилорамное оборудование
Распиловка бревен на доски и брусья сопровождается выработкой опилок, которые собирают пылесосами или специальными системами. Размер опилок зависит от настроек пилы и условий резки.
Строгальные и фуговальные станки
При удалении неровностей с досок получается стружка — более длинные и тонкие древесные частицы, которые часто смешивают с опилками.
Шлифовальное оборудование
Шлифовка превращает древесину в пыль и мелкий порошок — очень мелкие опилки, которые применяются, например, в производстве древесных плит и бумажной массы.
Обработка опилок перед использованием
Опилки часто нуждаются в дополнительной переработке:
- Сушка: уменьшение влажности для предотвращения гниения и повышения калорийности в случае применения как топлива.
- Сортировка: удаление крупных фрагментов и инородных предметов.
- Прессование или брикетирование: сушка и прессование для создания плотных топливных брикетов.
Сравнение технологий получения щеп и опилок
Чтобы лучше разобраться в нюансах, стоит рассмотреть основные различия и сходства в технологиях производства древесных щеп и опилок:
| Критерий | Древесные щепы | Опилки |
|---|---|---|
| Оборудование | Щепорезки (дисковые, барабанные) | Пилы, строгальные и шлифовальные станки |
| Форма продукции | Правильные куски, однородные | Пыль, мелкие частички, стружки |
| Степень измельчения | Средняя, контролируемая | Высокая, очень мелкая |
| Основные проблемы производства | Точность резки, сохранение качества | Удаление пыли, обеспечение сухости |
Применение древесных щеп и опилок
Щепа в промышленности и быту
Древесные щепы — универсальный материал:
- Производство древесно-стружечных плит и фанеры: основу для мебельной промышленности и строительных материалов.
- Производство целлюлозы и бумаги: щепа легко перерабатывается в целлюлозный волокнистый материал.
- Топливо: щепа используется как биотопливо для промышленных котлов и котельных.
- Садоводство и ландшафтный дизайн: декоративная мульча и средство для удержания влаги.
Опилки — небольшие, но важные
Опилки также нашли множество применений:
- Наполнители для животных: мягкая и впитывающая подстилка для скота и домашних питомцев.
- Сырьё для производства брикетов и пеллет: концентрированное биотопливо с высокой теплотворной способностью.
- Компонент для производства композитных материалов и бумаги.
- Экологические фильтры и материалы для очистки проливов нефтепродуктов.
Перспективы развития технологий получения древесных щеп и опилок
Современная промышленность движется в сторону более экологичных, энергосберегающих и автоматизированных технологий. Среди тенденций можно выделить:
- Внедрение робототехники и искусственного интеллекта для оптимизации процессов дробления и сортировки материалов.
- Разработка новых видов оборудования с высокой износостойкостью и энергоэффективностью.
- Изучение новых способов сушки и консервации, минимизирующих потери качества.
- Расширение использования древесных щеп и опилок в качестве экологичного топлива с учётом возросшего интереса к зелёной энергетике.
Заключение
Понимание технологий получения древесных щеп и опилок — это ключ к эффективному и рациональному использованию древесных ресурсов. Из всего огромного массива древесины и отходов деревообрабатывающей промышленности можно получить два уникальных материала с разным назначением и набором свойств.
Щепа — это, по сути, «кирпичики» для изготовления новых материалов или топлива, а опилки — мелкие частички, которые играют роль наполнителей, сырья для биотоплива и даже подстилки для животных. Технологии получения этих продуктов постоянно совершенствуются, обеспечивая высокую производительность и качество.
Если вы работаете с древесиной или интересуетесь переработкой, понимание этих процессов поможет ценить всю глубину и разнообразие отрасли, помогает выбирать подходящее сырьё и оборудование, а также прогнозировать возможности применения полученных материалов. В конечном счёте, именно такие знания обеспечивают устойчивое использование древесных ресурсов и минимизацию отходов, что чрезвычайно важно в современном мире.