Новости «лесной» науки
Производство ДСП без отходов
Красноярские инженеры предложили способ производства древесностружечных плит (ДСП) по технологии замкнутого цикла, который сделает его более экономичным, экологичным и безопасным.
«Технология производства ДСП устарела и не отвечает современным экологическим требованиям, - говорит директор компании «ЭкоДСП» Павел Шастовский. - На финальном этапе, когда изделию придается стандартный размер, с поверхности каждого наружного слоя ДСП сошлифовывают по 0,5-1 мм, а это 7-15% толщины листа. Образовавшуюся пыль сжигают или выбрасывают. Если ее сжигать, то предприятие вынуждено будет платить экологические пошлины, если же сваливать в отвалы, то она превращается во взрывоопасные горы отходов. К тому же эта пыль с содержанием фенолформальдегидных смол постоянно находится в воздухе рабочей зоны. Накапливаясь в организме рабочих, она становится причиной онкологических заболеваний».
Красноярцы предложили заменить шлифовальный узел оригинальной фрезерной установкой - в результате снятый слой будет иметь вид не пыли, а стружки, которую можно использовать для производственных целей. По подсчетам разработчиков, эта технология позволит существенно сократить производственные издержки - экономить до 15% наполнителя (древесной стружки) и до 23% электроэнергии, а для предприятия со средними объемами производства это 5 млн руб. ежемесячно. Немаловажный аспект - снижение вредности производства в 50 раз, так как концентрация фенолформальдегидной пыли в воздухе сократится с 0,05 до 0,001 мг/м3. В 2014 году ученые планируют завершить опытно-конструкторские разработки и изготовить промышленный серийный образец специального фрезеровального станка.
Проект получил высокую оценку экспертов, став победителем в краевом молодежном образовательном проекте «Инновационный прорыв» 2011 года и резидентом Красноярского регионального инновационно-технологического бизнес-инкубатора (КРИТБИ). Разработчики получили два патента, сертификат о соответствии продукции требованиям ГОСТ и диплом II степени «Экология и рациональное природопользование» от Министерства природных ресурсов и лесного комплекса РФ.
«Зеленое решение» для пожарной безопасности
«Зеленую» устойчивую технологию пожаротушения представила компания «3М Россия» в Совете по экологическому строительству. В начале 2013 года по этой технологии планируется оборудовать новый «зеленый» бизнес-центр в Москве.
Применение «зеленых» технологий в строительстве вошло в норму в странах Европы и Северной Америки. Однако, помимо новейших достижений в области автоматизации и управления зданием, тепло-изоляции и использования энергосберегающих технологий, актуальными сегодня становятся современные технологии пожаротушения - эффективные и безопасные для человека и окружающей среды. Одна из таких технологий - газовое пожаротушение на основе фторкетонов.
Фторкетоны - новый класс химических веществ, разработанных компанией «3М» - эффективные огнетушащие вещества (их эффективность аналогична эффективности хладонов) с высоким уровнем экологической безопасности.
«Фторкетоны - это синтетические органические вещества, в молекуле которых все атомы водорода заменены прочно связанными с углеродным скелетом атомами фтора. Такие изменения делают вещество инертным с точки зрения взаимодействия с другими молекулами. Фторкетоны хорошо хранятся в баллонах, но, попадая в верхние слои атмосферы, легко разрушаются под воздействием жесткого ультрафиолета, благодаря чему быстро выводятся из окружающей среды. Кроме того, фторкетонам не присущ кумулятивный эффект, свойственный хладонам, то есть вещество не сохраняется в атмосфере десятилетиями и столетиями», - рассказывает эксперт в области химии компании «3М Россия» Константин Буланов.
Другое важное свойство фторкетонов - крайне слабая растворимость в воде, которая не позволяет веществу проникнуть через клеточные мембраны в организм человека, а значит, обеспечивает низкую токсичность и высокую теплоемкость паров, что приводит к активному охлаждению пламени вплоть до его полного тушения. Именно поэтому фторкетон ФК-5-1-12 (NovecTM 1230) включен во все международные и региональные стандарты по газовому пожаротушению, его эффективность и безопасность подтверждена и в России. Новинка включена в список газовых огнетушащих веществ, используемых в автоматических установках газового пожаротушения (согласно Своду правил МЧС России СП5.13130.2009) под техническим названием ФК-5-1-12 (в соответствии с ISO 14520).
Ученые Лесосибирска – новации для ЛПК
Профессор Лесосибирского филиала Сибирского государственного технологического университета Наталья Чистова предложила включать в производство ДВП специального назначения разнотипные древесные и недревесные отходы. В 2011 году этот проект стал победителем конкурса научно-технических исследований, разработок, инновационных программ и проектов для обеспечения конкурентных преимуществ экономики Красноярского края, объявленного Красноярским краевым фондом поддержки научной и научно-технической деятельности.
Группа ученых и студентов под руководством Натальи Чистовой разработала технологии переработки разнотипных древесных и корьевых отходов, минерала вермикулита, мискантуса китайского (декоративного растения), а также стеклянной тары и полиэтилен-терефталатовых отходов. Путем термической обработки из них получают гранулы, которые используют в изготовлении различных плитных и блочных материалов с повышенными прочностными характеристиками. По словам ученых, такие материалы биостойки, негорючи, долговечны и обладают повышенной тепло- и звукоизоляцией. К тому же отличаются низкой себестоимостью. «Реализация проекта позволит уменьшить расход древесного сырья, снизить себестоимость и эмиссию плит при сохранении физико-механических характеристик готовой продукции», - отметила проф. Чистова.
Кроме того, чтобы усовершенствовать процесс производства древесноволокнистых плит (ДВП), лесосибирские ученые создали оборудование и технологию эффективной очистки промышленных сточных вод, улавливания взвешенных веществ и очистки воздушного бассейна цехов от фенольных составляющих. Эти технологии можно использовать и на других производствах - например, на мясоперерабатывающих, нефтепромышленных и целлюлозно-бумажных предприятиях.
***
Возродить использование популярного в советское время и дешевого строительного материала арболита решил молодой изобретатель, студент Лесосибирского филиала СибГТУ Александр Полищук. В прошлом году он защитил проект «Повышение огнестойкости арболитовых изделий» на конкурсе студенческих проектов «Малая Родина», который проводится краевым фондом науки с 2010 года. Грант позволил исследователю закупить необходимое оборудование, сырье и изготовить опытные образцы.
«Арболит широко распространен в России, его единственный минус - низкая огнестойкость, всего 0,4 ч. Для сравнения: огнестойкость пенобетона - 1,5 ч, кирпича - около двух часов. «И это основная проблема, которую мы решаем, - рассказал руководитель проекта Александр Полищук. - Мы используем новую добавку - вермикулит, который в теории повышает огнестойкость материала в полтора раза, а нам удалось довести ее до 1,5 ч, как у пенобетона».
При таких показателях усовершенствованный арболитовый блок по себестоимости дешевле пенобетона в 2,5 раза, а кирпича - в 4-5 раз. Кроме того, он не трескается и не ломается благодаря наличию в его составе щепы. Это особенно актуально при климате с резкими перепадами температуры, из-за чего кирпич трескается, а пенобетон со временем разламывается.
«Этот эксперимент трехфакторный: мы регулируем не только количество воды, щепы и вермикулита, но планируем еще варьировать их фракции и размеры этих фракций, - рассказал г-н Полищук. - Сегодня наш модифицированный арболитовый блок используется для строительства зданий с повышенными требованиями к пожарной безопасности. В Лесосибирске уже есть гаражи из нашего продукта».
Всего за один год Александр Полищук с научным руководителем превратили идею в уникальный строительный материал. Сейчас они заключают договор с Лесосибирским деревообрабатывающим комбинатом на предоставление производственных площадей.
На смену ДСП придут биокомпозиты
Исследователи из Технического исследовательского центра VTT в Финляндии разработали структурный материал для производства кухонной мебели, состоящий из пластиковых полимеров, усиленных натуральными волокнами. Новый материал сокращает потребление сырья на 25%, а углеродный след - на 35%.
«Такие структуры легче прежних почти на треть, поскольку содержат больше воздуха, - рассказал профессор Али Харлин из VTT. - Уменьшается и объем отходов производства. Перед нами смена поколений материалов для мебели, которая изменит технологии и проектирования, и производства».
По словам г-на Харлина, структура кухни будущего будет компрессионно сформированной или выпрессованной - оба этих метода не новы в производстве пластиков. В итоге будет получено изделие, являющееся результатом точных измерений, его не придется обрезать, опиливать или сверлить после производства. Точно на своих местах расположатся все до единого отверстия для крепежа. Естественные волокна в биокомпозитах можно усилить опилками, пульпой, льном, пенькой или даже торфом. Новый материал значительно прочнее ДСП и чрезвычайно влагоустойчив.
Проф. Харлин полагает, что новая технология производства кухонной мебели привлечет мебельные компании, позволив сэкономить как на издержках, так и на транспортных расходах. Дизайнер композитной кухонной мебели Юхани Саловаара из компании Puustelli считает, что отправной точкой проекта должно быть достижение наименьшего влияния на среду. Композиты, используемые в кухнях Puustelli, произведены финским предприятием лесной промышленности UPM.
Г-н Харлин не исключает, что инновация заинтересует производителей мебели за пределами Финляндии, а также представителей иных сфер бизнеса.
