Технические науки / 5. Энергетика

Магистрант Минина Е.А., проф. Чемоданов А.Н.

Поволжский государственный технологический университет, Республика Марий Эл, Россия.

Целесообразность обеспечения сохранности древесины

Современное деревообрабатывающее производство характеризуется высокой сложностью большинства технологических процессов. Оценка их совершенства производится с учетом затрат сырья на производство готовой продукции. Стремление повысить эффективность используемого оборудования и технологических процессов значимых результатов не приносит, потому что действующие конструкции и технологические параметры достигли предельных значений и не подлежат дальнейшему совершенствованию. Необходима разработка новых технических и технологических решений, своевременная и действенная реакция на природные явления, которые могут привести к серьезным производственным последствиям.

Речь идет о снижении качества древесины, а подчас и полной ее непригодности для производственного использования в результате потери необходимых физико-механических свойств. Возможно приведение в негодность круглых лесоматериалов на складах сырья, усохших деревьев в стоящих древостоях биологическими вредителями древесины (личинками жуков древоточцев, грибковыми заболеваниями).

Рассмотрим несколько примеров непредсказуемых природных явлений, которые могут оказать влияние на эффективность деревообрабатывающих производств на примере Республики Марий Эл.

В лесных массивах Республики Марий Эл значительный урон лесному фонду был нанесен пожарами 2010 года. Жаркая погода привела к снижению уровня грунтовых вод, нарушению водного обмена деревьев и ослаблению их защитных свойств, в результате чего стало происходить повреждение деревьев вредителями древесины и грибковыми заболеваниями, получившими возможность быстрого размножения.

Последующие годы показали, что насаждения были поражены вредителями древесины настолько серьезно, что ситуация стала выходить из под контроля человека. Масштабы поражений по ряду пород стали превышать ежегодные объемы лесопользования. Возникла насущная проблема обеспечения сохранности древесины:

1. В насаждениях, потерявших жизнеспособность в результате воздействия каких-либо причин;

2. На складах сырья деревообрабатывающих предприятий, куда вредители попадали при поступлении партий зараженной древесины из пораженных насаждений.

Известно два способа хранения древесины: «сухой» и «влажный». В первом случае лесоматериалы окоряются и подвергаются атмосферной сушке, во втором – хранятся в бассейнах или постоянно орошаемых водой штабелях. Ни один из существующих методов не предназначен для круглогодичного использования, при любых условиях, для защиты от любых вредителей.

Наиболее действенны в этом отношении химические методы борьбы. Но им присуще пагубное влияние на живые организмы, водную и воздушную среду.

При исследовании процессов сушки древесины с использованием СВЧ-полей было обнаружено, что побочными явлениями этой сушки отмечаются уничтожение грибковых заболеваний и гибель биологических вредителей древесины. Однако использование непосредственно тепловой установки для обеспечения сохранности древесины аналогично сушке лесоматериалов было признано неэффективным вследствие высоких энергозатрат (500-540 кВт.ч/м³) [1].

При участии Марийского отделения ООО «Тесла» была разработана конструкция устройства, предназначенного специально для защиты древесины от биологических повреждений на основе придания СВЧ-полю вихревого характера для снижения энергоемкости процесса и уменьшения металлоемкости установки [2].

Установка типа «Инферно» может быть использована как в стационарном так и в мобильном вариантах. Корпус установки имеет кольцевые волноводы, каждый из которых в начале имеет установленный сумматор, состоящий из нескольких маломощных магнетронов в сумматоре. Вихревой характер СВЧ-поля обеспечивается установкой на волноводе смесителя с ферритовым сердечником. Производственные испытания показали, что гибель личинок происходит в процессе обработки древесины в течение 7-15 секунд, энергоемкость обработки составляет всего 0,02-0,05 кВт.ч/м³. Себестоимость процесса защиты 1 м³ стволовой древесины равна 17,71 рублей [2].

Литература:

1. Чемоданов А.Н., Минина Е.А., Казанцев С.А. Возможность использования СВЧ-установок в современном деревообрабатывающем производстве. Сборник научных трудов III Международной научно-технической конференции, Кострома, с. 90-91,2015, 172 с.

2. «СВЧ-энергоблок для защиты круглых лесоматериалов от поражения вредителями». Решение Роспатента о выдаче патента № 2015135762/06(054789) от 24.11.2015г.

3. Чемоданов А.Н. Минина Е.А. Проблемы сохранности древесины.

Материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Новые подходы в науке и технике», 15-17 декабря 2015 года.