Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали инновационный метод утилизации древесных отходов, производимых целлюлозно-бумажными и деревообрабатывающими предприятиями.
Данная методика, как сообщает пресс-служба вуза 19 августа, предоставляет возможность получать значительное количество целлюлозы и положительно сказывается на экологии. Внедрение этого метода позволит значительно уменьшить негативное влияние, оказываемое на окружающую среду, благодаря дефициту древесных отходов, а также сократит потребность в вырубке лесов. Кроме того, это может привести к снижению уровня пожароопасности на производственных площадках.
Леса всегда были неотъемлемой частью природного богатства России, которая занимает вторую позицию в мире по запасам древесины, обладая 20% всех лесов планеты. Древесина является основным сырьем для производства более 20,000 товаров и изделий, а переработка ее осуществляется с применением механических, химических и химико-механических методов.
В последние 10–20 лет Россия столкнулась с проблемой серьезных лесных пожаров на значительной части своей территории. Более того, незаконная вырубка деревьев также наносит значительный ущерб лесным массивам. В связи с этим, перед учеными встала задача прекратить эту проблему путем снижения объемов промышленной вырубки лесов. Решение этого вопроса специалисты ПНИПУ видят в максимально полной переработке всех древесных отходов и биомассы.
Недавние результаты их исследования представлены в статье под названием «Комплексная утилизация лигносодержащих древесных отходов», опубликованной в «Известиях вузов. Лесной журнал» №3 (2024). В рамках данного исследования ученые подробно описали процесс производства целлюлозы высокого выхода (ЦВВ), которая изготавливается из технологической щепы, представляющей собой измельченную древесину.
Таким образом, внедрение нового метода утилизации древесных отходов не только способствует улучшению экологической ситуации, но и открывает новые горизонты для переработки древесины, что в свою очередь укрепляет и защищает лесные ресурсы страны. Применение таких технологий станет важным вкладом в сохранение экологии и устойчивое использование природных ресурсов страны, что вполне согласуется с современными мировыми трендами в области экологии и устойчивого развития.
В современном производственном процессе целлюлозно-бумажной промышленности в частности активно применяются так называемые волокнистые полуфабрикаты, которые находят свое применение в создании картона, разнообразных видов бумаги, включая упаковочные материалы, а также в санитарно-гигиенической продукции и бумаге, предназначенной для печати.
Целлюлоза волокнистая (ЦВВ) представляет собой особый вид целлюлозного сырья, обладающий более высоким содержанием лигнина и гемицеллюлозы по сравнению с обычной целлюлозой. Эти компоненты играют важную роль в формировании свойств конечного продукта: лигнин отвечает за механические характеристики и долговечность, а гемицеллюлозы способствуют удержанию влаги и обеспечивают эластичность, гибкость и прочность.
Традиционно волокнистые полуфабрикаты изготавливаются из древесины, обработанной специальным образом, однако команда специалистов из Пермского Политеха утверждает, что производить такие полуфабрикаты можно также и из отходов деревообрабатывающей промышленности, а также целлюлозно-бумажной отрасли. Это решение не только сократит количество остатков на производстве, но также обеспечит экологические и экономические преимущества, поскольку поможет предотвратить возникновение пожаров и уменьшит выбросы вредных газов, возникающих в результате разложения отходов.
Профессор кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, доктор технических наук Фирдавес Хакимова, поделилась итогами работы своей команды: «Мы провели обширное тестирование, чтобы выяснить, возможно ли извлечение высококачественного волокнистого полуфабриката из отходов деревообработки, таких как березовые опилки и стружка хвойных и лиственных пород древесины. ЦВВ в основном используется в производстве бумаги и картона. В ходе лабораторных экспериментов нами был применён нейтрально-сульфитный метод варки, в ходе которого древесное сырьё подвергалось обработке в автоклаве, при высоких температурах и давлениях, а затем мы производили размол для получения высокого качества волокнистого полуфабриката.
Важно отметить, что каждая из лабораторных условий максимально соответствовала тому, как изготавливается ЦВВ на Пермской целлюлозно-бумажной компании. Молодой научный сотрудник, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, кандидат технических наук Ольга Носкова, добавила, что в ходе экспериментов выяснили, что полученный волокнистый полуфабрикат полностью соответствует всем стандартам, установленным для ЦВВ, производимой из березовой технологической щепы. Успешно проведенные исследования в лаборатории Пермской целлюлозно-бумажной компании подтвердили высокое качество полученного продукта, который может заменить макулатуру в процессе производства картона.
Таким образом, разработанная команда из Перми технология переработки промышленных отходов, формирующихся в процессе деревообработки и целлюлозно-бумажной деятельности, значительно снизит негативное воздействие на окружающую среду. Это не только поможет оптимизировать использование ресурсов, но и презентует уникальную стратегию, способную кардинально изменить подход к переработке древесных отходов в России, особенно в контексте растущих проблем экологии и необходимости в повышении устойчивости производства. Исследования и разработки в этой области имеют потенциал значительно улучшить текущую ситуацию в отрасли, задействовав новые ресурсы и открыв доступ к альтернативным источникам сырья, что делает возможность внедрения таких технологий крайне актуальной и необходимой.
