Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Развитие в современных условиях деревообрабатывающей промышленности (ДОП) имеет важное значение для становления и укрепления экономики России, т.к. занимает ведущее место в составе лесопромышленного комплекса (ЛПК). Основные производства деревообрабатывающей промышленности - лесопильное и мебельное, здесь сосредоточена третья часть основных производственных фондов ЛПК. От общего объёма производства товарной продукции ЛПК на долю ДОП приходится 38%, а в  суммарном объёме валютной выручки ЛПК ее доля составляет 32% [1].

В настоящее время в деревообрабатывающей промышленности наблюдается постепенный и стабильный рост производства основных видов продукции, что позволяет говорить о выходе из кризисной ситуации, хотя показатели последних лет составляют от 22% (пиломатериалы)  до 64% (фанера) от показателей 1988 года. Именно в ДОП экспертами отмечается один из самых высоких показателей предпринимательской активности. На мировом рынке производства продукции деревообработки доля России значительно снизилась, и в начале XXI века по производству пиломатериалов Россия уступает таким странам как США, Канада, Бразилия, Китай, Япония. По глубокой переработки древесины отечественная промышленность занимает одно из последних мест.

В Красноярском крае крупнейшие деревообрабатывающие предприятия расположены в г. Лесосибирске - ОАО "Лесосибирский ЛДК-1" (ЛЛДК-1), ЗАО "Новоенисейский ЛХК" (НЛХК) и ОАО "Маклаковский ЛДК" (МЛДК). Доля данных предприятий в объеме производства пиломатериалов в РФ в 2001 г. составляла 4,7 %, экспортных пиломатериалов - 10,9 %  [2].  На фоне общероссийского спада объема производства пиломатериалов (за последние 10 лет он сократился 4,6 раза) на лесосибирских предприятиях наблюдается постепенный и уверенный рост выпуска пилопродукции (за последние 10 лет увеличился в 1,5 раза).  По производству ДВП и мебели на предприятиях  деревообрабатывающего комплекса города также отмечаются неуклонный рост продукции. Несмотря на вполне благополучную ситуацию, перед лесосибирскими предприятиями стоят те же проблемы, что и по ЛПК России: не совершенствуется ассортимент продукции лесопиления, в структуре экспорта продолжает увеличиваться сырьевая составляющая, плиты выпускаются в виде полуфабрикатов без облагораживания, высокие тарифы на электроэнергию и транспортные услуги и т.д.

В России проблема утилизации древесных отходов относится к числу наиболее актуальных, так как при существующих методах переработки в настоящее время теряется почти половина биомассы дерева, что, естественно, говорит о низком уровне технологических процессов деревообработки. Из примерно 60 млн. м³ ежегодно образующихся отходов почти три четверти приходится на долю лесопиления, из них 60% составляют крупные или кусковые (горбыль, рейки, вырезки и т.д.) и 40% мелкие или мягкие (опилки, стружка и т.д.). Анализ показателей баланса использования сырья на предприятиях Красноярского края показывает, что при низком объемном выходе пиломатериалов (45-47 %) и соответственно при больших объемах отходов (47-49 %) последние используются нерационально. Из кусковых отходов вырабатывается технологическая щепа (22-23 %), отсев от щепы составляет 6-7 %, опилки - 13 %.

В результате на предприятиях ЛПК накопилось огромное количество древесных отходов, которые можно классифицировать по следующим признакам: физико-механическим и химическим свойствам, возможности использования, месту образования в технологическом процессе переработки, технической и экономической доступности (таблица 1) Наличие нескольких, весьма различных классификаций, иногда делает несопоставимыми отдельные данные, что затрудняет учет и анализ образования древесных отходов. Для определения направлений дальнейшего использования отходов в настоящее время основными показателями считаются размерно-качественные характеристики (крупные - кусковые, мелкие - мягкие) и экономические факторы (доступность и рентабельность) [3].

Таблица 1. Направления использования древесных отходов

При проведении исследования были использованы методические подходы к оценке эколого-экономической эффективности промышленных предприятий [4], а также авторские методики.

Анализ отходов производства следует начинать с исследования баланса отходов, в котором находят отражение виды отходов и их объем в натуральном выражении. Он должен учитывать оптимальный состав компонентов с их комплексной технико-экономической оценкой. Баланс отходов составляется на каждом деревообрабатывающем предприятии, анализ осуществляется путем сопоставления баланса отчетного периода с предыдущим с обоснованием причин отклонений по каждому виду отходов. Структура баланса может меняться в зависимости от целого ряда факторов: размерно-качественного состава пиловочника, точности сортировки бревен, способа распиловки, охвата вершинного диаметра бревна и бруса  поставом, бокового смещения бревна и бруса при распиловке, толщины применяемых пил и других.

Для целей планирования использования древесных отходов применяется нормативно-балансовый метод. Сначала определяются суммарные объемы отходы балансовым методом, а затем полученные результаты по имеющимся нормативам разделяются на отдельные виды.

Баланс древесины в процентах или м³ при переработке пиловочного сырья определяется по формуле

Б=  V_п + V_к + V_о + V_б                          (1)

где  V_п - количество полученных пиломатериалов, % или м³;

       V_к -  количество кусковых отходов, % или м³;

       V_о - количество опилок, % или м³;

       V_б - количество потерь, % или м³.

Процент потерь древесины на опилки в нормах расхода сырья принимается очень укрупненный (10-14%). Это показатель недостаточно точный, что может отразиться на сравнительном анализе различных схем раскроя пиловочного сырья. Процент безвозвратных потерь принимается во всех случаях одинаково (4-6%). Объем кусковых отходов в процентах рассчитывается по формуле

V_к = 100 - (V_п  + V_о  + V_б  )                     (2)

Зная состав компонентов баланса древесины и их дальнейшее назначение, можно рассчитать комплексное использование отходов древесины.

Комплексное использование отходов в объемном выражении можно определять по формуле

                        (3)

где V_пп - объем  отходов на производство продукции, м³;

V_р - объем  отходов, реализуемых на сторону, м³;

V_пэ- объем отходов, использованных для производства пара и электроэнергии, м³

Q - объем полученных отходов, м³.

Комплексное использование древесных отходов в объемном выражении для предприятий ЛХК г. Лесосибирска показано в таблице 2.

Таблица 2. Показатели комплексного использования отходов

Из данных таблицы следует, что ОАО "Маклаковский ЛДК" использует образующиеся древесные отходы практически полностью, но прибыли от использования древесных отходов не имеет, так как практически все отходы используются как топливо и раздаются рабочим за долги по заработной плате.

При потере возможности получить доход от производства продукции из вторичных ресурсов наиболее рациональным способом использования щепы и опилок является вовлечение их в топливный баланс предприятия, что обеспечивает прямую экономию невозобновляемых видов топлива. Исследование показало, что в течение 2000-2002 гг. ОАО "Маклаковский ЛДК" на отопление цехов и помещений использовал 89-95 % от общего объема технологической щепы, 95-98 - % опилок, 99-100 % - отсева от щепы. Оставшаяся часть древесных отходов и древесная зола реализуются населению, а также утилизируются на полигоне промышленных отходов.

На  ЗАО "Лесосибирский ЛДК-1" за анализируемый период произошло увеличение объема распиливаемого сырья в 1,06 раза и выпуска пиломатериалов в 1,1 раза. Опережающий темп роста выпуска пилопродукции  объясняется проведением в 2002 г. модернизации оборудования, что позволило повысить полезный выход готовой продукции с 44,9  до 47,1 %. Кроме того, значительную роль увеличении количества отходов сыграло то, что существенно снизился объем бракованной древесины. Основными направлениями использования отходов стали: производство ДВП (технологическая щепа и щепа из кусковых отходов и торца) и сжигание в котельных для производства пара.

На ЗАО "Новоенисейский ЛХК" произошло увеличение распила сырья на 3 %, объем древесных отходов возрос на 7 %, полезный выход пиломатериалов снизился с 44 до 42,35 %. Древесные отходы на НЛХК идут на производство древесно-волокнистой плиты (35-50 %), на производство пара и отопление цехов (40-69 %), реализуются на Красноярский биохимический завод и Красноярский целлюлозно-бумажный комбинат (15-30 %). Причем последний показатель существенно снизился в 2002 году по причине роста транспортных издержек при перевозке гидролизной смеси на красноярские предприятия и острой конкуренции со стороны предприятий ЛПК юга края.

Во многом проблема образования большого объема отходов обусловлена ухудшением качества поставляемых сырьевых ресурсов.  На рисунке 1 представлена характеристика древесного сырья, поступающего на НЛХК, перерабатывающего более миллиона кубометров древесины в год. Сосновое сырье составляет 70 %, лиственничное - 16 %, ель, пихта - 14 %. Возрастают поставки древесины средней группы (диаметром 14-24 см - 52,5 %), объем крупномерного сырья диаметром 26 см и более составляет 47,5 %. Увеличение поставок тонкомерного сырья приводит к снижению полезного выхода пилопродукции. Объемы непиловочной древесины в общей массе поставляемого сырья колеблются от 10 до 14 %.

Таким образом, каждое десятое бревно является некондиционным. Использование такой древесины приводит к выработке большого количества кусковых отходов. В эту группу сырья входит дровяное долготье, подтоварник, руддолготье, техническое сырье. Аналогичная обстановка и на других лесосибирских предприятиях. Остро встает проблема переработки некондиционного сырья.

Ухудшение размерно-качественной характеристики древесины при существующей технологии переработки ее лесопильно-деревообрабатываю-щими предприятиями (используются преимущественно лесопильные рамы - доля соответствующего объема производства пиломатериалов составляет 80%), жесткие требования стандартов на пилопродукцию приводят к нерациональной структуре баланса использования сырья, увеличению объема малоценных его компонентов, к снижению технико-экономических показателей лесопильного производства. При существующей технологии на лесоэкспортных предприятиях для выработки одного кубометра пиломатериалов необходимо переработать в среднем 2,229 м³ древесного сырья.

Качество поставляемых сырьевых ресурсов оказывает существенное влияние на сортность, а, следовательно, и ценность, пиломатериалов. Снижение сортности происходит:

• из-за природных дефектов. Древесная гниль на различных стадиях своего развития является природным дефектом. Другими природными дефектами являются трещины, синева, смоляные полосы и карманы. Хотя сучки считаются характеристикой древесины, их расположение на доске является следствием плана распиловки.
• из-за дефектов механической обработки. Сучки на кромке, сучки большого размера, сухие сучки и косослой - это все значительные дефекты, зависящие от механической обработки и понижающие сортность пиломатериалов. К этой группе относятся также обзол, узкие и широкие непрострожки, смещение при обрезке досок на обрезном стенке, такие дефекты сушки, как различная покоробленность (крыловатость, чашеобразная и др.), трещины и сколы и, наконец, синева и обычные повреждения при машинной обработке.

Таким образом,  в г.  Лесосибирске наиболее важными проблемами  комплексности использования древесного сырья являются:

• накопление большого количества древесных отходов;
• большая часть древесных отходов используется в качестве топливного сырья, без более глубокой переработки или просто уничтожается;
• нет эффективной программы комплексного и полного использования отходов, где бы уделялось внимание не только основным технологическим процессам переработки отходов (производство ДВП, ДСП, древесной муки и т.д.), но и рациональным способам хранения вторичного сырья (брикетирование, компостирование), химической переработке и транспортировке.

Выбор наиболее эффективного способа использования отходов зависит от типа производства, его объема, номенклатуры и количества образующихся отходов, а также от условий транспортирования и сбыта продукции. Важнейшим условием использования отходов в качестве вторичного сырья является накопление значительных масс сырья на тех предприятиях, где предусматривается их переработка. Решение этих вопросов связано с укрупнением производства основной продукции, а также с перевозкой отходов. В деревообрабатывающей промышленности имеется много мелких предприятий, вследствие чего значительная часть отходов рассредоточена по многим пунктам, а это сдерживает развитие производств по их переработке.       

Для повышения степени комплексного использования древесных отходов на деревообрабатывающих предприятиях необходимо осуществить следующие мероприятия, технико-экономическое обоснование которых проводится в настоящее время с привлечением специалистов Сибирского государственного технологического университета:

• проводить дальнейшую концентрацию и специализацию лесопильного производства;
• разработать безотходную технологию по первичной и вторичной переработке древесины в лесопилении, направленную на полное использование отходов с включением коры;
• совершенствовать систему планирования и учета комплексного использования древесных отходов;
• расширить использование низкокачественной древесины хвойных пород;
• осуществлять в широком масштабе склеивание кусковых отходов по длине и ширине;
• увеличить объемы транспортировки древесных отходов для внутреннего рынка.

Список литературы

1. Бурдин Н.А. Проблемы реструктуризации и развития деревообрабатывающей промышленности в России // Деревообрабатывающая промышленность. - 1999. - № 2.
2. Суходолов А.П., Горицкая Т.В., Зырянов В.Н. Лесопромышленный комплекс Сибири: проблемы и перспективы развития // Лесная промышленность. - 1999. - № 3.
3. Михайлов Г.М., Серов Н.А. Пути улучшения использования вторичного древесного сырья. - М.: Лесная промышленность, 1998.
4. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов.- М..: Лесная промышленность, 1987.

Работа представлена на научную конференцию с международным участием «Современные наукоемкие технологии» ( Египет, г. Хургада, 22-29 февраля)