Древесные отходы

19.11.2014

Отходы составляют до 20% от всей используемой древесины. Они скапливаются на предприятиях деревообрабатывающей промышленности и до сих пор используются лишь в незначительной степени. На рисунке 2 представлена схема основных способов переработки дерева и побочных продуктов.
Чехия по запасам древесины занимает одно из первых мест среди европейских государств (наряду с России, Австрией, Швейцарией). В результате рациональной народнохозяйственной политики площадь лесных угодий в Чехии в последние годы постоянно увеличивается при неуклонном росте заготовок древесины. Интересные данные на этот счет приведены в таблице 11.

Видовой состав используемых лиственных деревьев весьма разнообразен. Это дуб, бук, граб, осина, клен, береза, липа и др. Ежегодные отходы лесопильной и деревообрабатывающей промышленности в Чехии исчисляются миллионами кубометров (табл. 12).
Древесина в основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Содержание целлюлозы достигает 50%. Линейные цепочки ее химически гомогенны.

Гемицеллюлозы представляют собой линейные, в большинстве случаев мало разветвленные полисахариды. При комплексном гидролизе гемицеллюлозы получают D-глюкозу, D-ксилозу, D-манозу, D-галактозу, L-арабинозу и некоторые уроновые кислоты. Древесина содержит 20—35% гемицеллюлозы, причем ее содержание выше у лиственных деревьев.

Лигнин составляет 15—35% древесины. Он откладывается в основном в межклеточном веществе, инкрустирует полисахариды, с которыми соединен химически. Лигнин образован из фенолиропановых соединений (в алифатической части молекулы: — ОН, — OCH3, CO и др.). Хвойные деревья богаче лигнином, чем лиственные.
Кроме того, в древесине содержатся неорганические и органические вещества. К последним относятся:
1) сахариды (небольшое количество крахмала, пектины и другие полисахариды, растворимые в воде, некоторые моносахариды, глюкозиды);
2) фенолы (танинны, флавоноиды, стильбены, лигнаны и троиолоны). Находятся в основном в коре и древесине некоторых лиственных (дуб).
3) терпены (состоят из летучих веществ и органических кислот). Хвойные деревья содержат до 5% веществ типа терпенов, тогда как в лиственных деревьях их очень мало.
4) ациклические кислоты (высшие жирные кислоты, содержатся во всех видах древесины в основном в виде эфиров);
5) алкоголи (представлены ациклическими алкоголями и крахмалами);
6) белки (содержатся в основном в молодых побегах). Взрослое дерево содержит примерно 1 % белка.
Химический состав древесных отходов зависит от породы дерева и его возраста. Эти отходы представляют собой вещества с высокой энергетической ценностью. Химический состав некоторых пород деревьев представлен в таблице 13.

Очевидно, в древесине в результате большой продолжительности жизни деревьев соединение лигнина с полисахаридами посредством гомополярных связей значительно прочнее, чем например, в соломе. В дереве межфибриллярные полости в значительной мере заполнены лигнином, что существенно снижает активность целлюлаз. Освобождения водородных связей в присутствии катионов недостаточно для расширения межфибриллярных полостей, необходимых для воздействия целлюлаз. За счет интенсивной щелочной обработки, в результате которой освобождаются гомополярные связи и разлагается лигнин, можно повысить переваримость данного материала.