| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
Содержание 1 номера
за 2025 год
Повышение транспортно-эксплуатационных показателей зимних лесных дорог
Рассмотрена проблема повышения транспортно-эксплуатационных показателей зимних дорожных покрытий лесных автомобильных дорог по критерию коэффициента сцепления и динамическому модулю упругости. Как показывает практика освоения лесосырьевых баз, в качестве дорожных покрытий в зимний период года, используется уплотненный снежный покров. Использование снега вызывает значительные трудности при строительстве и эксплуатации зимних лесных дорог. Возникает проблема обеспечения безопасности дорожного движения из-за незначительного коэффициента сцепления. Низкие прочностные характеристики зимних покрытий не могут обеспечить требуемые эксплуатационные показатели. Решить эту проблему позволяет впервые разработанная методика повышения транспортно-эксплуатационных показателей зимнего дорожного покрытия по критерию коэффициента сцепления и динамического прогиба, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка метода повышения транспортно-эксплуатационных показателей зимних дорожных покрытий лесных дорог, обработанных измельченной древесиной, с использованием нейронечетких сетей. В задачи исследований входили: оценка транспортно-эксплуатационного состояния зимних лесных дорог; формирование обучающих выборок для настройки нейронечеткой сети по повышению транспортно-эксплуатационного состояния зимних дорожных покрытий лесных дорог для различных способов обработки покрытий измельченной древесиной. Проведенный комплекс исследований показал, что коэффициент сцепления зимнего дорожного покрытия и динамический модуль упругости могут быть выбраны в качестве критерия обобщенного показателя. Было определено, что рациональными значениями, при обработке зимних дорожных покрытий измельченной древесиной следует считать: для щепы, с размером частиц от 10 до 50 мм, крупная фракция 16 мм, при плотности распределения не менее 5 м3/100 м2; для щепы, с размером частиц от 20 до 50 мм, крупная фракция 45 мм, при плотности распределения не менее 4 м3/100 м2; для дробленки, с размером частиц 50-160 мм, крупная фракция 120 мм, с плотностью распределения не менее 6 м3/100 м2, при значении обобщенного показателя транспортно-эксплуатационного состояния не менее 0,465. Учитывая достаточную адекватность полученных данных, они могут быть рекомендованы для разработки оптимальных планов по строительству и эксплуатации лесотранспортной инфраструктуры в зимний период года.
Ключевые слова: зимние лесные дороги, коэффициент сцепления, динамический модуль упругости, древесная щепа.
Методы контроля состояния режущего инструмента в лесной промышленности
В статье рассматриваются методы контроля состояния режущего инструмента в лесной промышленности. Рассмотрены прямые методы измерения состояния режущей кромки: электро-механические, оптические, пневматические, ультразвуковые, радиоактивные и другие, а также косвенные методы: измерение параметров заготовки, колебаний технологической системы, крутящего момента, тепловой характеристики зоны резания, температуры резания, электрической проводимости контакта инструмент-деталь и другие. Используются и более подробные методы с выделением групп, видов и сфер применения. Составлена схема соотношения методов, проанализированы преимущества и недостатки. Определены характеристики методов и общие параметры. Оценена актуальность использования методов. Проведен обзор исследований посвященных изучению взаимосвязи затупления лезвий и потребляемой мощности. Из обзора следует, что затупление лезвий в течение рабочей смены вызывает повышение потребления мощности минимум в 1,3 раза. Показано, что предлагаемый метод контроля состояния режущего инструмента – на основе цифрового трансформатора тока, с использованием магнитного концентратора может широко применяться в лесной промышленности, обеспечивая достаточно простое решение ряда технологических задач: контроль состояния инструмента, контроль состояния продукции, управление режимами резания.
Ключевые слова: режущий инструмент, лесная промышленность, методы контроля состояния, цифровой трансформатор, магнитные концентратор.
Замораживание в процессах переработки растительного и древесного сырья
В статье представлен обзор исследований в области замораживания растительного и древесного сырья с целью решения различных задач их промышленной обработки. Рассмотрены существующие методы и способы замораживания, применяемые для консервации, транспортировки, концентрирования и вымораживания сырья, сохранения качества и долговечности продуктов. Отмечены физико-химические изменения, происходящие в сырье при его замораживании, а также особенности ведения низкотемпературной обработки, существенно влияющие на качество материалов. Проведен анализ объемов переработки и замораживания растительного, в том числе древесного, сырья в различных отраслях промышленности. Необходимость сохранения полезных веществ, вкусовых качеств и внешнего вида продукции обуславливает широкую востребованность низкотемпературной обработки в пищевой промышленности. Наименее востребована технология замораживания для древесного сырья, однако она применима в научных исследованиях, в процессах химической переработки древесной биомассы и для хранения биологически активных веществ из древесины. Перспективными в этой области являются исследования, направленные на оптимизацию существующих процессов замораживания и расширение сфер применения процессов обработки растительных материалов при пониженных температурах.
Ключевые слова: растительное сырье, древесина, технология замораживания, консервирование, концентрирование, вымораживание, хранение, качество.
Комплексная переработка облепихи
В статье приводится основная информация о биохимическом и минеральном составе растительного сырья облепихи крушиновидной – наиболее распространенном на территории России виде семейства Лоховые (Elaeagnaceae). Приведен обзор применения её биологически активных компонентов в пищевой, косметической, медицинской и сельскохозяйственной промышленностях. По результатам проведенных исследований приведена классификация продуктов, изготавливаемых из облепихи крушиновидной, по отраслям промышленности, которая способствует ускорению внедрения технологий извлечения полезных веществ на конкретных предприятиях (пищевых, косметических, медицинских и сельскохозяйственных). Разработана линия комплексной переработки облепихи. Классификация разработок по отраслям промышленности и линия комплексной переработки облепихи будут способствовать широкому внедрению разработанных технологий на предприятиях агропромышленного комплекса.
Ключевые слова: облепиха, семейство Elaeagnaceae, лекарственные растения, БАВ, витамины, экстракция, серотонин.
Получение огнестойких древесно-полимерных композитов на основе поливинилхлорида
Большое распространение также получили древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида. Такие материалы имеют большое количество преимуществ, например высокие механические характеристики и приемлемую стоимость. Однако, как и у любого материала они имеют свои недостатки. К числу таких недостатков относится недостаточная огнестойкость. Перспективным направлением развития способов повышения огнестойкости представляется использование отходов крупнотоннажных синтетических термопластов для получения антипиренов. Например, сырьем для получения антипиренов могут являться отходы ПЭТФ. Целью данного исследования являлась оценка эффективности применения антипирена на основе продуктов аминолиза ПЭТФ для повышения огнестойкости древесно-полимерных композиционных материалов с полимерной фазой поливинилхлорида. Результатом работы стало создание серии композитов на основе ПВХ с различным уровнем содержания антипирена (от 0 до 11,8 мас. %). Антипирен был получен путем фосфорилирования продуктов аминолиза полиэтилентерефталата. Полученные образцы композитов были подвергнуты испытаниям на огнестойкость. Результаты продемонстрировали эффективность предложенного антипирена, о чем свидетельствует сокращение продолжительности свободного горения после воздействия пламени (в 13,8 раза), а также уменьшение потери массы в процессе горения (в 4,8 раза). Изучение морфологии поверхности обожженных образцов композита подтвердило снижение степени разложения ПВХ при горении. Это говорит о снижении количества токсичных продуктов сгорания поливинилхлорида и общем снижении пожароопасности композитного материала. Использование отходов ПЭТФ для производства антипирена также может быть перспективным методом их утилизации.
Ключевые слова: огнестойкость, композиты, ПВХ, поливинилхлорид, ДПК, антипирен, аминолиз ПЭТФ, вальцевание
Синтез активированных углей из шлам-лигнина методом термохимической активации
В настоящее время существует множество методов получения углеродных сорбентов из технических лигнинов, одним из которых является пиролиз с термохимической активацией. В России подобные исследования впервые начали проводиться в начале 2000-х г под руководством Н.И. Богдановича и продолжаются по настоящее время на базе Северного (Арктического) федерального университета. В статье исследован вопрос синтеза углеродных сорбентов из шлам-лигнина и определения их адсорбционных свойств. Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью утилизации побочных продуктов, образующихся при реализации технологии целлюлозно-бумажного производства. Одним из таких крупнотоннажных отходов является шлам-лигнин. В настоящее время перспективы разработки технологических решений по утилизации шлам-лигнина затруднены его сложным химическим составом. Однако, одним из возможных вариантов применения продуктов переработки является синтез активированных сорбентов для очистки сточных вод. Целью работы является получение математической модели, адекватно описывающей влияние на адсорбционные свойства режимных параметров синтеза активированных сорбентов, а также подтверждение возможности их применения для селективного извлечения радионуклидов из жидких фаз. Основным методом изучения влияния независимых параметров на адсорбционные свойства активированных углей был выбран метод планированного эксперимента по образцу рототабельного центрального композиционного плана 2 порядка. На основании экспериментальных данных получены регрессионные уравнения адсорбционной активности иода и метиленового голубого. Пористую структуру поверхности углей анализировали с помощью автоматизированной системы ASAP 2020 МР. По методикам Брунауэра-Эммета- Теллера и Баррета-Джойнера-Халенды определяли объемы пор полученных активированных сорбентов из шлам-лигнина. В ходе эксперимента выявлены оптимальные условия режима пиролиза: температура пиролиза (Т,оС) 700оС, время проведения пиролиза (?,мин.) 60 мин и дозировка активирующего агента (ДNaOH, %) 180%. Данный режим является экономически выгодным для формирования высокоэффективных углеродных сорбентов по причине не очень высокого расхода щелочи, по сравнению с другими видами лигнинов. Сорбенты, полученные при оптимальных условиях, исследованы спектрометрическим методом на сорбционные свойства по отношению к различным радионуклидам. Определено, что сорбенты возможно применять для селективного извлечения Sr90, Mn54, Nb95. Эффективность извлечения радионуклидов достигает 94%.
Ключевые слова: адсорбционные свойства, активированные угли, синтез, шлам-лигнин, радионуклиды.
Оценка степени биоразлагаемости пластиков без связующих веществ на основе опилок ели и оценка уровня загрязнения почвенного грунта продуктами деструкции данных материалов
В данном исследовании была выполнена оценка степени биоразлагаемости пластиков без связующих веществ (ПБС) на основе еловых опилок и дана оценка создаваемого уровня химического загрязнения почвенного грунта продуктами деструкции исследуемого материала. Для исследуемого сырья на основании количественного химического анализа было установлено наличие тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк, ртуть, мышьяк, медь, никель) и мышьяка, присутствие которых обусловливается влиянием внешних условий окружающей среды и ее урбанизацией. Результаты оценки биоразлагаемости исследуемых ПБС по маркерным морфологическим признакам показали, что образцы можно отнести к материалу с умеренной (частичной) степенью биоразлагаемости, которая обуславливается свойствами самой древесины. Почво-грунт после испытаний на биоразлагаемость был подвергнут исследованию на уровень химического загрязнения тяжелыми металлами. По результатам экспозиции за 84 суток в почво-грунте образцов ПБС, наблюдается миграция тяжелых металлов и мышьяка из деструктируемого материала в почвенную среду. На основании полученных результатов испытаний было установлено, что содержание тяжелых металлов и мышьяка в почво-грунте составляет ниже установленных природоохранных и санитарно-гигиенических нормативов, предъявляемых к качеству почв.
Ключевые слова: пластики, древесные отходы, опилки ели, биоразлагаемость, тяжелые металлы.
Влияние сорбционных характеристик активного древесного угля на окислительно-восстановительные свойства водно-спиртовых растворов
Исследовано влияние типа сорбента (активного осветляющего угля, кизельгура) и продолжительности обработки на окислительно-восстановительные свойства водно-спиртового раствора (ВСР) на примере такого слабоалкогольного напитка как пиво. Определена динамика восстановления индикатора (реактив Тильсмана) в установленных временных интервалах. В результате регрессионного анализа получены математические модели влияния типа сорбента, его дозировки и продолжительности контакта на окислительно-восстановительные свойства ВСР. В рамках изучения изменения характеристик ВСР под влиянием активного угля и кизельгура определено влияние типа сорбента на цветность и содержание этилового спирта в ВСР. Посредствам анализа профильной литературы по тематике проводимого исследования в статье обозначена необходимость включения адсорбционной обработки такого ВСР как пиво в технологический процесс производства. В качестве ВСР использовано нефильтрованное пиво производства ООО «Косулинская пивоварня» Свердловской области. Объектами исследования выбраны кизельгур и активный древесный уголь, полученный путем активации березового угля водяным паром.
Ключевые слова: активный осветляющий уголь, сорбция, водно-спиртовые растворы.
Исследование способов увеличения выхода коксового остатка из древесной смолы
В статье представлены результаты исследования способов увеличения выхода коксового остатка из древесной смолы. Основное внимание уделено влиянию состава шихт и применения химических реагентов на процессы коксообразования. Проведён анализ изменения выхода нелетучего остатка в зависимости от соотношения древесного угля и древесной смолы в шихте, а также от добавления различных катализаторов. Установлено, что максимальный выход коксового остатка достигается при определённом соотношении компонентов шихты. Термогравиметрический анализ показал, что использование катализаторов, таких как серная кислота и катализатор ЦНИЛХИ, способствует ускорению термического разложения древесной смолы и увеличению выхода углеродного остатка. Полученные данные могут быть использованы для разработки более эффективных технологий переработки древесной смолы в углеродные материалы, применяемые в металлургии, энергетике и химической промышленности.
Ключевые слова: древесная смола, коксовый остаток, древесный уголь, пиролиз, катализаторы, термогравиметрический анализ.
Использование волокнистых отходов ООО «ГОФРОТАРА»
В работе изложены результаты исследования возможности использования волокнистого шламового отхода, образующегося на предприятии ООО «Гофротара», для извлечения из водных растворов ионов Cu2+. Выявлено, что сорбционная емкость исходного исследуемого материала по ионам Cu2+ составляет 0,616 ммоль/г, а термообработанного – 1,78 ммоль/г. Установлено, что термообработка улучшает сорбционные свойства материала. Показано, что энергия процесса адсорбции составляет 2,46 кДж/моль, а энергия Гиббса, рассчитанная с использованием константы Ленгмюра, составляет –5,58 кДж/моль, что свидетельствует о самопроизвольном протекании сорбционного процесса по физическому механизму.
Ключевые слова: волокнистый шлам, гофротара, ионы меди, адсорбция
Сравнительный анализ зависимости основных свойств древесного угля от содержания в нем нелетучего углерода
Содержание нелетучего углерода в древесном угле (ДУ) во многом характеризует степень формирования в нем пористой углеродной структуры. Этот показатель качества угля является обязательным для определения независимо от сферы применения ДУ. Например, если древесный уголь используется как сорбент, то важно, чтобы в нем было достаточно развитая микропористая структура, которая развивается при подъеме температуры в присутствии активирующего агента в процессе его получения. Также ДУ применяется как восстановитель в черной и цветной металлургии и сырье в химической промышленности. Древесный уголь из различных пород древесины отличается по своим качественным характеристикам и свойствам. Основной породой для производства древесного угля в России является береза. По занимаемой площади, березовые леса близки к сосновым, но на сегодняшний день при лесозаготовке применяется сплошная рубка, что требует переработки всего заготавливаемого объема древесины, этим вызван интерес, к изучению свойств ДУ полученный из различных пород древесины. В последнее время в связи с нарастанием экологических проблем большое внимание во всем мире уделяется вопросам ремедиации почв аграрного или лесного сектора, подвергнутых техногенному загрязнению органическими или минеральными веществами. В этом случае применяемый уголь (часто имеет название биочар) должен иметь достаточные сорбционные свойства. Для исследования нами выбраны образцы древесного угля, полученные путем пиролиза древесины сосны, березы и осины. Исследована зависимость адсорбционной активности по йоду, насыпной плотности и суммарного объема пор от содержания нелетучего углерода в древесных углях, полученных из березы, осины и сосны при конечной температуре пиролиза в диапазоне 400…800°С.
Ключевые слова: пиролиз, древесный уголь, нелетучий углерод, пористость, ремедиация почвы, береза, осина, сосна
Влияние различных кислотных катализаторов на выход редуцирующих веществ гидролизатов растительной биомассы
Вторичные лигноцеллюлозные ресурсы, представляют собой отходы, образующиеся в лесном, сельском и агропромышленном хозяйствах с ежегодным накоплением в значительных объемах. Эти материалы включают три основных типа компонентов: целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Целлюлоза и гемицеллюлоза содержат большое количество сахаров, что делает их перспективным ресурсом для биотехнологических процессов. В статье рассматривается использование серной и сернистой кислот в качестве гидролизующих агентов при переработке вторичных лигноцеллюлозных ресурсов, таких как древесные отходы. Проведены исследования по изучению гидролиза древесины сосны и березы при различной концентрации кислот (2, 3, 4 и 6 мас.%) и температуре 170 °C. Определена кинетика накопления редуцирующих веществ в гидролизате, выявлены рациональные условия для максимального выхода моносахаридов. Установлено, что наиболее рациональная концентрация сернистой кислоты для гидролиза древесины составляет 4 мас.%, поскольку при таких условиях обеспечивается высокая стабильность процесса и минимальное образование побочных продуктов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий получения углеводосодержащих субстратов для биотехнологических применений.
Ключевые слова: кислотный гидролиз, древесное сырье, редуцирующие вещества, серная кислота, сернистая кислота.
