Анализ эффективности работы экспериментально- лабораторной установки по разделению древесных частиц по степени смолистости

В статье рассмотрены вопросы рационального природопользования, задачи, по использованию всей биомассы дерева, являющейся сырьем для выработки технологической щепы или щепы для выработки тепловой энергии и генераторного газа, а также для множества перспективных химических производств. Актуальность заключается в сепарации щепы не только по размерным признакам, но и по смолистости, разделением ее на фракции в электростатическом поле. Целью работы является разработка экспериментальной установки для сортировки древесных частиц с различным содержанием смолы в среде электростатического поля. Исследуемые в статье объекты – это конструкции устройств для сепарации щепы по разным признакам. Использовался метод поиска с проведением обзора существующих конструкций сортировочных устройств, их анализа, сравнения, обобщения и конкретизации с выявлением аналогов и прототипов и с вытекающими недостатками. На основе этого были определены несколько перспективных направлений научно- исследовательской деятельности в области сортировки щепы по смолистости. Разработана принципиальная схема сепарационной установки по разделению щепы в электростатическом поле и представлена основа ее функционирования. Представлен натурный экспериментальный лабораторный образец сепаратора по разделению щепы по смолистости. Определены его параметрические размеры. Приведена методика исполнения натурных лабораторных экспериментов по сепарации технологической щепы и результаты эксперимента по дифференциации технологической щепы по степени смолистости. В заключении приводятся входные параметры экспериментальной лабораторной установки, при которых происходит полное разделение щепы по фракциям смолистости, намечены следующие этапы исследования процесса разделения щепы по смолистости.

1. Безрукова Т.Л., Шанин И.И., Травникова В.В. Экономическая эффективность использования вторичного сырья лесной промышленности // Успехи современного естествознания. 2015. №1. С.492–495.

2. Вьюков Б.Е., Полыковский М.Т., Туулас П.А., Щадилов Е.В. Авторское свидетельство №1377316 Союз Советских Социалистических Республик. МПК D 21 B /02. Устройство для сортирования щепы по толщине. Заявл. 04.12.84, опубл. 29.02.88, бюлл. №8.

3. Евдокимов Н.В., Кеутаева А.Н. Характеристика древесных отходов при производстве технологической щепы с оценкой возможности их использования в аддитивных технологиях // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Сер. 4: Промышленные технологии. 2022. №2. С. 119-122.

4. Ильюшенко Д.А., Бирман А.Р., Локштанов Б.М., Орлов В.В., Гусева Т.А., Иванов В.А., Никифорова В.А. Технологии производства топливной щепы из лесосечных отходов при заготовке древесины 250-300 тыс. пл. м3 в год // Системы. Методы. Технологии. 2021. №2 (50). С. 175-184.

5. Курасов А.А. Рациональное и эффективное использование отходов лесосеки, лесозаготовки, деревообработки и переработки как фактор повышения рентабельности предприятия. // Новая экономика, бизнес и общество: сб. мат. Апрельской науч.-практ. конф. молодых учёных. Владивосток. 2020. С. 854-864.

6. Макаров В.Е., Полянин И.А., Никоноров К.Н. Сортировка технологической щепы с использованием электростатического сепаратора // Актуальные проблемы лесного хозяйства и деревопереработки: мат. Всерос. науч.-практ. конф. Казань, 2023. С. 290-293.

7. Полянин И.А., Макаров В.Е. Совершенствование технологии сортировки по смолистости щепы, полученной из пневой и некондиционной древесины // Системы. Методы. Технологии. 2016. №4 (32). С. 176-180.

8. Полянин И.А., Макаров В.Е., Никоноров К.Н. Патент №2651715 Российская Федерация, МПК B03C 7/12. Устройство для сортировки древесных материалов по смолистости. Заявл. 13.02.2017, опубл. 23.04.2018, бюлл. № 12.

9. Санников Ю.Г., Мыров Ю.Г., Ивонин Ю.П., Ротаренко П.И., Андреев Г.А. Авторское свидетельство №858920 Союз Советских Социалистических Республик, МКИ В03 С1/00. Способ электростатического разделения материалов преимущественно древесины. Заявл. 02.07.79, опубл. 30.08.81, бюлл. №32.

10. Соловьев Н.И., Крохин В.Н., Кугушев И.Д., Арефьев Н.Р. Авторское свидетельство №1270195 Союз Советских Социалистических Республик. МПК D21 B1/100, B07 B 1/06. Устройство для сортирования щепы. Заявл. 29.11.84, опубл. 15.11.86, бюлл. №42.

11. Степанов В.И., Мезина Н.А. Отходы лесной промышленности и их использование в национальном хозяйстве // Вестник Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова. 2012. №3 (45). С. 83-88.

12. Химич А.В. Компьютерное моделирование объёмов генерации отходов при лесозаготовке // Молодёжный вестник Новороссийского филиала Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2022. Т. 2, №4 (8). С. 59-63.

13. Шегельман И.Р., Васильев А.С., Щукин П.О., Галактионов О.Н., Суханов Ю.В. Рециклинг отходов: актуальность возрастает // Инженерный вестник Дона. 2014. №3 (30). С. 28.

14. Ayob S., Othman N., Altowayti W.A.H. Concentrations of ZN, Mn and Al in wood chips from wood-based manufacturing industries // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 1022, №1. Art. no. 012065. DOI: 10.1088/1755-1315/1022/1/012065.

15. Grigorev I., Shadrin A., Katkov S., Borisov V., Kaznacheeva N., Levushkin D., Druzyanova V., Gnatovskaya I., Diev R., Akinin D. Improving the quality of sorting wood chips by scanning and machine vision technology // Journal of Forest Science. 2021. Vol. 67, №5. P. 212-218. DOI: 10.17221/10/2020-JFS.

16. Kuzyakina M.V., Gura D.A., Sekisov A.N., Granik N.V. Assessment of potential forest biomass resource on the basis of data of air laser scanning // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018. Cham, 2019. P. 403-416. DOI: 10.1007/978-3-030-19868-8_41.

17. Liu Z., Han Ch., Li Q., Li X., Zhou H., Song X., Zu F. Study on wood chips modification and its application in wood-cement composites // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17. Art. no. 01350. DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01350.

18. Polyanin I.A., Makarov V.E., Egorov A.V., Lysyannikov A.V., Kaizer Yu.F., Voldaev M.N., Stepanova K.S. Improving the technology of sorting wood chips obtained from stump and substandard wood by resin content // Journal of Physics: Conference Series. Int. sci. conf. “Conference on Applied Physics, Information Technologies and Engineering – APITECH-2019”. Krasnoyarsk, 2019. Art. no. 44076. DOI: 10.1088/1742-6596/1399/4/044076.

19. Spinelli R., Marchi E. Trends and perspectives in the design of mobile wood chippers // Croatian Journal of Forest Engineering. 2021. Vol. 42, iss. 1. P. 25-38. DOI: 10.5552/crojfe.2021.787.