При выборе площадок под промышленные предприятия особое внимание необходимо уделять гарантированным поставкам сырьевых материалов на пред­приятия деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, по­этому крайне желательно, чтобы цехи были расположены поблизости от источни­ков снабжения древесиной. На стадии разработки проекта необходимо выявить лесные массивы, в которых будет производиться заготовка древесины, и учесть вероятные последствия этого процесса для окружающей среды [Jensen, W. 1986].

Другим важным фактором при выборе площадки является местонахождение близлежащих городов и деревень. Зная направление господствующих ветров, не­обходимо располагать предприятие с подветренной стороны по отношению к на­селенным пунктам. Неподходящими являются районы, где качество воды в при­емниках стоков не соответствует нормативам и стандартам, либо способность водных объектов к ассимиляции отходов недостаточно велика для того, чтобы в них можно было сбрасывать даже хорошо очищенные сточные воды.

В ряде развивающихся стран создание предприятий по переработке сельско­хозяйственной продукции способствует расширению и укреплению сотрудниче­ства между сельскими общинами и предприятиями целлюлозно-бумажной про­мышленности в вопросах, связанных с посадкой и выращиванием деревьев при одновременном выращивании сельскохозяйственных культур на вырубленных участках леса. Некоторые из этих стран надеются, благодаря подобным соглаше­ниям в области "агролесоводства", ежегодно получать до 40 % балансовой древе­сины, используемой для варки целлюлозы; при выборе площадки необходимо учитывать эти соглашения [Справочное, 1995 б].

Наконец, важную роль при выборе площадки может играть регулирование стока и водосбора.

3.2.1. Производственные процессы

Существует множество альтернативных вариантов производства бумажной массы, однако эти возможности становятся ограниченными, если возникает необходимость в изготовлении бумаги определенных типов и определенных категорий качества. Каждый производственный процесс разработан специально для того, чтобы, во-первых, удовлетворялись заданные критерии, относящиеся к потребительским свойствам и внешнему виду бумаги, а во-вторых, была обеспечена рентабельность. При осуществлении любого производственного процесса образуются отходы, которые поступают в окружающую среду, однако сами процессы различаются между собой с точки зрения качественных и количественных параметров загрязнителей воздушного бассейна, сточных вод и твердых отходов. На стадии разработки проекта вопрос о выборе жизнеспособных альтернатив будет зависеть от критериев, которым должна соответствовать готовая продукция, от ограничений, накладываемых технологией производства, и от задач в области охраны окружающей среды. Если, например, требуется только бумага, которая по качеству соответствует газетной, тогда, в зависимости от типа имеющейся древесины, может оказаться вполне достаточным применение механического способа производства целлюлозы, который в меньшей степени влияет на состояние природной среды. Другим вариантом может быть переработка газетной макулатуры и прочих типов бумаги [Справочное, 1995 б].

Разработаны новые производственные процессы, цель которых заключается в уменьшении количества отходов, и ряд из них ухе применен на практике. Один из этих процессов - кислородная варка целлюлозы, при которой не используются сернистые соединения и можно обойтись без отбелки целлюлозы хлором. Хотя качество получаемой бумаги пока еще ниже, чем при использовании сульфатного способа варки, дальнейшие исследования помогут ликвидировать этот недостаток. Другой новинкой стал процесс Рансона - усовершенствованный сульфатный способ варки, который осуществляется по замкнутой схеме [United, 1982].

На стадии разработки проекта необходимо изучить возможности использования побочных продуктов производства целлюлозы в других отраслях (например, использования щепы и стружки для изготовления древесно-стружечных плит, древесных отходов - для изготовления древесно-волокнистых плит, безвредных твердых отходов - для использования в сельском хозяйстве, и т.д.). В связи с этим крайне важно рассортировывать отходы непосредственно на месте их образования, что облегчит их утилизацию. Необходимо рассортировывать и разделять следующие виды отходов: волокнистый шлам, шлам, в котором содержатся неорганические химические вещества, кору, древесные отходы, золу, масла, опасные химикалии, металлический лом и шламы, активные в биологическом отношении. Особенно важно отделять отходы, в которых содержатся опасные химикалии, от крупногабаритных твердых отходов [Леонович, 1999].

3.2.2. Борьба с загрязнением воздушного бассейна

В зависимости от технологии производства и местонахождения предприятия могут потребоваться (по отдельности или в сочетании) следующие методы уменьшения выбросов загрязнителей в атмосферу до приемлемых уровней:

• использование электрофильтров;

• использование скрубберов;

• использование циклонов;

• использование каплеотбойников из проволочной сетки;

• использование фильтров;

• сжигание газообразных загрязнителей;

• чистка воздушной струей или десорбция паром;

• жадкофазное окисление;

• абсорбция [Мазур, 1996].

3.2.3. Борьба с загрязнением водных объектов

Могут применяться следующие варианты обезвреживания и очистки сточных вод:

• очистка и повторное использование воды;

• обезвоживание ила и шлама;

• выпаривание сточных вод;

• осаждение, флокуляция, фильтрование твердых частиц;

• нейтрализация кислых или щелочных сточных вод;

• использование очищенных сточных вод в сельском хозяйстве;

• денитрификация сточных вод [Очистка, 1989].

3.3. Новое В ИССЛЕДОВАНИЯХ И ТЕХНОЛОГИЯХ ПРОИЗВОДСТВА

ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

Рынок ДСтП в основном насыщен. Экологические ограничения и поиск но­вых областей использования плитных материалов в строительстве, транспортных средствах, упаковке обусловили такие требования к ним как долговечность, био- и огнезащищенность, высокие санитарно-гигиенические показатели, возмож­ность утилизации. Совершенствование технологии и качества ДСтП происходит на фоне конкуренции с интенсивно развивающимся производством ДВП средней плотности (МОР) [Леонович, 1999].

К слагаемым повышения физико-механических характеристик ДСгП сле­дует отнести сохранение качества древесины в частицах при их получении, гео­метрию частиц, создание механизма перераспределения напряжений при дефор­мации, направлен­ное изменение свойств отверждающегося связующего в тонких слоях, граничащих с древесной частицей. Исследованиями, выполненными с использованием электронной микроскопии установили, что степень разрушения древесинного вещества зависит от вида и режима работы стружечных станков, способа получения стружки. Прочность частиц значительно ниже прочности исходной древесины. Отсутствие сплошности в клеевых швах и дефектность полимерной структуры дополнительно предопределяют заниженную прочность ДСтП по сравнению с древесиной и модельными образцами. Для улучшения качества предлагают использовать безножевые методы получения древесных частиц, изготовлять частицы из шпона, специально получаемого на лущильных станках для последующего дробления. Структура ДСтП из таких частиц в большей мере отвечает условию снижения внутренних напряжений при рациональном распределении связующего по пласти частиц. В ряде работ предлагается химически модифицировать поверхность древесных частиц использованием так называемых аппретов, обрабатывать уксусным ангидридом, наносить лигносульфонаты и другие вещества. Разрабатываются различные приемы создания ориентированной структуры плит из крупноразмерных частиц (OSB) [Древесные, 1999].

В США и Японии доля КФС в общем объеме связующих существенно со­кращается. Это связано с низкой гидролитической устойчивостью смолы и высо­кой эмиссией формальдегида из ДСтП. Использование "маломольных" карбами­доформальдегидных смол (КФС) (низкая доля СН₂О) уменьшает токсичность ДСтП, но малоперспективно для усиления прочностных свойств. Вопросы сниже­ния токсичности ДСтП на основе КФС являются предметом особого внимания исследователей. Рассматриваются пути снижения токсичности ДСтП строитель­ного назначения за счет специальных отвердителей - кислых фосфорнокислых со­лей металлов (Аl, Cr, Zn, В). В частности, использование алюмохромофосфата в количестве 2% обеспечивает снижение свободного формальдегида в ДСтП в 2 раза. Гигиенические характеристики ДСтП рассматриваются с точки зрения здо­ровья населения и среды обитания. В КНР разработан способ снижения токсично­сти ДСтП с использованием натриевой соли кислого лигнина в качестве поглоти­теля СН^О. Добавку смешивают с эмульгированным парафином и вводят в стру­жечную массу в количестве 6%. Этим достигают снижения эмиссии формальде­гида с 28,5 до 15.6 мг/100 г плиты. Токсичность КФС снижают в процессе синтеза модифицированием неорганическими электролитами. На структуру и свойства смолы оказывает влияние природа ионов. Лучшие результаты получены в присут­ствии NaСI и КСl. В процессе выдержки смол увеличивается радиус глобулярных частиц и, следовательно, вязкость, незначительно растет время желатинизации. Предметом многих патентов и заявок являются режимы синтеза КФС и добавка различных модификаторов при синтезе: лигносульфонатов, отходов производства ПЭПА, ацетатов меламина, алюмосиликатов, протеинов и крахмала. Среди модификаторов готовой КФС перспективно использование кремнезоля, который переходит в гель в режиме отверждения КФС и при этом сорбирует СН₂О. Взаимопроникающие полимерные сетки повышают прочность клеевых швов и получаемых ДСтП [Леонович, 1999].

Водостойкость ДСтП улучшают использованием меламино- или фенолофор-мальдегидных смол. Предлагаются новые решения по синтезу меламинокар-бамидоформальдегидных смол с кислым сульфитом щелочных металлов, обеспечивающие содержание свободного СН₂О менее 0,1% , а также по минимизации в рецептуре меламина как более дорогого компонента. Для синтеза фенолоформальдегидной смолы (ФФС) используют отходы производства фенола кумольным методом с ГМТА, смесь фенола и n-третбутилфенола, дифенилолпропан. Синтезированный олигомер модифицируют тунговым маслом или карбамидом; полученное связующее используют исключительно для внутренних слоев ДСтП. Сравнительно редко в качестве связующего используются водные дисперсии: акрилобутадиенстирольные, полиуретановые, поливинилацетатные, винилэфирполимеризатов алкилкарбоксильных кислот с виниловым спиртом. Однако благодаря нетоксичности это направление можно считать перспективным, также как использование связующих на основе изоцианатов. На 11-м международном симпозиуме по клеям в Швейцарии (май 1997 г.) сообщалось о новом поколении полиуретановых дисперсий, разработанных в США. Был представлен форполимер с NСО-группами для сшивки ФФС. При использовании такого совмещенного связующего в ДСтП получен сенсационный результат: его расход был снижен до 3% против 12% в случае использования ФФС. Развивается направление моделирования процессов разрушения структуры ДСтП. Предпринимаются попытки заимствовать из бурно развивающейся механики композиционных материалов подходы к оценке напряженно-деформационного состояния, чтобы в конечном счете подобрать состав макроструктуры композиционного материала с требуемыми свойствами. Предлагается армировать ДСтП волокнами различной природы, измельченным ПВХ, ПММА в виде гранул, а также изменять параметры связующих веществ. Так, для мебели общественного назначения (например, школьных парт, лабораторных столов) требуются "антивандальные" ДСтП - ударопрочные, с высокой динамической вязкостью, хорошо удерживающие шурупы. Достигается это использованием бифункциональных олигомеров (например, диизоцианатов) определенной молекулярной массы и гибкости, чтобы в готовой плите в молекулах сохранялась некоторая сегментальная подвижность в режиме вынужденной эластичности для диссипации механической энергии [Древесные, 1999].

Вспенивающиеся полиизоцианаты при расходе от 10% и выше используются для получения сэндвич-панелей с центральным слоем из ДСтП для замены традиционного конструкционного материала - многослойной фанеры. В качестве наружных слоев используют древесные волокна с повышенным содержанием полиизоцианатов. При расходе 30% плотность панелей может быть снижена до 350 кг/м³, тогда панели одновременно служат тепло- и звукоизоляционным материалом.

На Западе уделяется возрастающее внимание вторичной переработке материалов. Технологии утилизации называют "рециклами". Активно действует Европейская Ассоциация конвертирования пластмасс (ЕиРС). Предложено изготовлять ДСтП из железнодорожных шпал 20-летней эксплуатации, из использованной деревянной тары. Сообщается о переработке старых ДСтП и ДВП; плиты измельчают, обрабатывают дереворазрушающими грибами, горячей щелочью и вновь прессуют с добавкой связующего. Очевидно, что в производстве ДСтП использование вторичного сырья должно занять соответствующее место в сырьевой базе предприятий, расположенных в зоне крупных городов [Леонович, 1999].

3.4. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ И ВОЗможНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЭКСТРАКТОВ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ