Курсовая работа по стратегическому менеджменту на тему Международный опыт переработки опилок

Лесозаготовительная деятельность неизбежно оставляет после себя разнообразные отходы, которые можно классифицировать по месту их образования и типу.
На лесосеке, где происходит валка леса, остаются: малоценная древесина: сюда входят тонкие стволы, хворост, здоровый валежник и обломки, образовавшиеся в процессе заготовки; отходы кроны: сучья, ветви, вершинки деревьев и древесная зелень (листья, хвоя, молодые побеги). Количество этих отходов зависит от породы дерева, его высоты, способа трелевки и времени года.
Пни и корни: после спиливания дерева остаются пни, чья древесина схожа со стволовой. Вместе с ними в земле остаются корни, имеющие несколько иную структуру.
На погрузочных площадках (верхних складах) и нижних складах также образуются отходы, в основном:
1. Отходы кроны: аналогичные тем, что остаются на лесосеке.
2. Отходы раскряжевки: опилки, козырьки и откомлевки, имеющие те же физико-механические свойства, что и древесина ствола.
На лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях образуются:
1. Кусковые отходы: горбыль, рейки, обрезки бревен и пиломатериалов, обрезки фанеры и плит.
2. Отходы фанерного производства: карандаши, отструг, отрезки чураков, шпон-рванина.
3. Мягкие отходы: опилки, стружка, шлифовальная пыль.
Отдельно стоит выделить кору, которая по своему химическому составу значительно отличается от древесины, содержа большое количество минеральных и экстрактивных веществ, а также лигнина. Кора некоторых пород богата растительными таннидами.
Древесные отходы – неизбежный спутник лесозаготовки и деревообработки. Их разнообразие велико, и для эффективного управления ими необходимо понимать, как их классифицировать. Существует множество подходов к классификации, основанных на различных критериях.
Один из способов – разделение по физическим и химическим свойствам, а также по потенциалу использования. Другой важный аспект – место образования отходов в технологической цепочке, от лесозаготовки до финальной переработки. Наконец, учитывается техническая и экономическая целесообразность их переработки.
Это разнообразие классификаций, хотя и полезно, может создавать путаницу и затруднять сопоставление данных об образовании отходов. Поэтому, для определения оптимальных путей их дальнейшего использования, часто опираются на размерно-качественные характеристики (крупные куски или мелкая фракция) и экономическую доступность.
Если говорить о виде отходов, то их можно разделить на:
1. Твердые (кусковые): горбыль, рейки, обрезки, ветви, вершины, пни и корни.
2. Мягкие: стружки, опилки, древесная пыль, луб.
3. Кора.
4. Древесная зелень: хвоя и листья.
В зависимости от этапа производства, отходы подразделяются на:
1. Образующиеся при заготовке леса.
2. Образующиеся при использовании древесины в круглом виде.
3. Образующиеся при первичной обработке.
4. Образующиеся при вторичной обработке.
5. Образующиеся при переработке древесного сырья.
Также отходы классифицируют по типу исходного сырья:
1. Отходы пиломатериалов и фанеры.
2. Отходы древесных плит.
3. Лесосечные отходы (сучья, ветки, пни, тонкомер).
Не менее важна классификация по породе древесины: хвойные, лиственные или смешанные. И, наконец, по влажности: сухие или влажные.
Объем образующихся отходов напрямую зависит от качества сырья, ассортимента выпускаемой продукции, а также от уровня технической оснащенности предприятия. Например, в строительно-столярных цехах и при стандартном домостроении образуется около 15% отходов, в то время как при производстве паркета этот показатель может достигать 60-65%. На лесопилках рамного типа отходы составляют 18-22%, а в мебельном производстве – 29-30%. Производство деревянной тары дает около 32% отходов, а шпалопиление – 10-12%. На лесосеках же остается 20-22% отходов, а в некоторых случаях и до 35%.
Эффективное применение древесных отходов – задача, зависящая от множества факторов. Это не только наличие подходящих технологий, но и спрос на продукцию из этих отходов, экономическая целесообразность их переработки, транспортные издержки и конкуренция с другими материалами.
Не все отходы одинаково пригодны для использования. Существует разница между общим объемом образующихся отходов и тем, что реально можно переработать с выгодой. Поэтому выделяют несколько категорий:
1. Потенциальные ресурсы: весь объем отходов, возникающих при заготовке леса и переработке древесины.
2. Реальные ресурсы: потенциальные ресурсы за вычетом неизбежных потерь при заготовке, транспортировке, хранении и переработке. Сюда входят, например, опилки при валке деревьев или потери при сушке древесины.
3. Экономически доступные ресурсы: часть реальных ресурсов, переработка которой в конечный продукт приносит прибыль. Сюда не входят отходы, используемые как топливо или продаваемые населению в необработанном виде. Важно, чтобы цена готового продукта покрывала затраты на производство и транспортировку сырья.
Выбор оптимального способа переработки отходов определяется спецификой производства, объемом и типом отходов, а также логистикой и рынком сбыта. Ключевым фактором является концентрация достаточного количества отходов на предприятиях, занимающихся их переработкой. Это часто требует укрупнения производства основной продукции и организации транспортировки отходов. В деревообрабатывающей отрасли, где преобладают небольшие предприятия, рассредоточенность отходов является серьезным препятствием для развития переработки.
Древесина, несмотря на содержание ценных органических соединений, таких как лигнин и целлюлоза, а также минеральных элементов, не является идеальным удобрением в чистом виде из-за низкого содержания азота. Однако, древесные отходы, богатые клеточными оболочками, содержащими целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозу, жиры, смолы и минералы, могут быть эффективно использованы после компостирования.
Компостирование древесных остатков позволяет обогатить их азотом и сбалансировать минеральный состав, делая их пригодными для улучшения почвы. Компост из коры, опилок, стружки и щепы улучшает структуру почвы, удерживает влагу и питательные вещества, а также способствует аэрации. Для эффективного компостирования древесные частицы должны быть небольшого размера (до 10 мм). Процесс начинается с измельчения древесных отходов до щепы размером 25-50 мм, что увеличивает площадь поверхности и улучшает аэрацию. Для этого используются специальные рубильные машины, как передвижные, так и навесные на тракторы.
Технология компостирования включает перемешивание древесной щепы с зеленой массой (листьями, травой) и добавление отсева от предыдущих циклов компостирования. Полученная смесь формируется в бурты определенной ширины и с углом наклона боковых сторон. Для формирования и перемешивания буртов используются автопогрузчики.
С развитием цивилизации использование природных ресурсов в производстве становится все более активным. В лесопильной и деревообрабатывающей промышленности отходами считаются те части древесины, которые не становятся конечной продукцией. Древесные отходы возникают в значительных объемах на всех этапах переработки древесины: от заготовки леса до деревообработки.
В России вопрос утилизации древесных отходов стоит особенно остро. Существующие технологии переработки приводят к потере почти половины древесной биомассы, что свидетельствует о неэффективности деревообрабатывающих процессов. Из примерно 60 миллионов кубометров отходов, образующихся ежегодно, около 75% приходится на лесопиление. При этом 60% этих отходов – это крупные куски (горбыль, рейки, обрезки), а 40% – мелкие (опилки, стружка). В результате в стране скопились огромные запасы древесных отходов, которые можно классифицировать по различным критериям: физико-механическим и химическим свойствам, потенциалу использования, месту образования в процессе переработки, а также технической и экономической доступности. Разнообразие классификаций затрудняет учет и анализ образования отходов из-за несопоставимости данных. Для определения наиболее перспективных направлений использования отходов в настоящее время ключевыми факторами являются их размерно-качественные характеристики (крупные/мелкие) и экономическая целесообразность (доступность и рентабельность).
Древесные отходы могут быть использованы в различных формах: без обработки, после механической обработки или химической переработки. Однако, отходы лесопиления и деревообработки различаются по своей ценности и возможностям применения.
Наиболее ценными считаются кусковые отходы (горбыль, рейки и т.п.), которые могут быть использованы для производства широкого спектра продукции: от пиломатериалов и клееных заготовок до целлюлозы, спирта и кормовых дрожжей.
Менее ценные отходы, такие как опилки, стружка и кора, имеют более ограниченное применение. Они могут использоваться в хозяйственных и промышленных целях, а также в качестве сырья для плитного и лесохимического производства. Самый простой способ их использования – в качестве топлива и удобрений.
В деревообрабатывающей промышленности, как в России, так и за рубежом, накоплен значительный опыт переработки древесных отходов в строительные материалы, химические продукты и топливо. Технологическая щепа – один из самых распространенных продуктов переработки древесных отходов, востребованный в целлюлозно-бумажной и плитной промышленности. Спрос на щепу постоянно растет.
В целом, древесные отходы все чаще используются для производства экономичных заменителей деловой древесины, а также для расширения ассортимента и объемов производства строительных материалов. В строительной индустрии находят применение отходы лесопиления и деревообработки, такие как обрезки, стружка, опилки и кора, а также некоторые отходы лесохимии. Из них производят широкий спектр материалов: от конструкционных и теплоизоляционных до отделочных, а также элементы для строительства домов, двери, окна и многое другое. Особый интерес представляет новая технология, позволяющая перерабатывать крупные отходы лесопиления в однородную древесноволокнистую массу, что открывает практически безграничные возможности для ее дальнейшего использования.
Несмотря на перспективность, опилки, стружка и кора пока не используются так широко, как кусковые отходы. В частности, утилизируется лишь около 30% образующихся опилок, а большая часть вывозится на свалки или сжигается, что является серьезной проблемой для российских деревообрабатывающих предприятий. Причины этого кроются в недостаточных инвестициях, устаревшем оборудовании и технологиях.
Одним из основных направлений использования стружки и опилок является производство древесных плит. Производство 1 миллиона кубометров плит из древесных отходов позволяет сэкономить 54 тысячи кубометров деловой древесины. Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготавливаются из древесины или отходов с добавлением специальных компонентов, а древесностружечные плиты (ДСП) – из стружки, спрессованной с использованием связующих веществ. Также развивается производство цементно-стружечных плит, арболита, песчано-опилочного бетона, стеклодробленочного строительного материала, ксилолита и других материалов на основе измельченной древесины.
В России гидролизная промышленность в основном использует опилки в качестве сырья (38-40%). Переработка тонны опилок позволяет получить значительное количество ценных продуктов: около 185 литров этилового спирта, 44 килограмма кормовых дрожжей, 5-6 килограммов фурфурола, 70 килограммов жидкой углекислоты и другие полезные вещества. При пиролизе, процессе термического разложения древесных отходов без доступа кислорода, из кубометра березовых отходов получают около 100 килограммов древесного угля, 20 литров уксусной кислоты, 5-6 литров метилового спирта и 10-15 килограммов смолы, используемой для производства скипидара, канифоли и других продуктов. Древесный уголь, получаемый в результате лесохимической переработки, является важным продуктом, широко применяемым в различных отраслях экономики.
Более половины древесных отходов, используемых в народном хозяйстве, сжигаются для получения энергии. Для повышения эффективности сжигания опилки и кору прессуют в брикеты. Этот процесс происходит без добавления связующих веществ, с использованием холодного или горячего прессования. Брикетирование значительно увеличивает плотность материала (с 150-200 кг/м³ для опилок до 800-1000 кг/м³ для брикетов) и повышает его теплотворную способность. Древесные брикеты имеют высокую калорийность (около 40 000 кал/кг) и горят лучше, чем сырые опилки. Стандартные размеры брикетов обычно не превышают 160x70x25-30 мм, а плотность составляет около 0,35 г/см³, что облегчает хранение и транспортировку. После брикетирования отходы деревообработки сгорают более эффективно, оставляя менее 1% золы. Получаемая при этом тепловая энергия обходится в два раза дешевле.
Простейший и экономичный способ утилизации древесных отходов – их использование в сельском хозяйстве в качестве кормовых добавок и удобрений. Опилки можно добавлять в рацион мясного скота (до 25% от общего объема корма) без предварительной обработки. Кора также может быть переработана в кормовую муку, благодаря содержанию в ней питательных веществ. Особенно ценной считается кора осины, богатая жирами (до 7,3%), протеинами (до 2,8%) и сахарами (до 2,2%). Кормовая мука используется в качестве добавки при производстве комбикормов и кормосмесей.
В отличие от опилок, кора деревьев богаче минералами (3-5,5% от массы), необходимыми для роста и развития сельскохозяйственных культур. Кора также обладает способностью очищать почву, задерживая и поглощая вредные вещества, поступающие с водой. При хранении коры увеличивается содержание азота (почти вдвое за 5 лет), снижается кислотность, а количество других полезных элементов остается неизменным. Кора, пролежавшая в отвалах 30-40 лет, содержит еще больше органических веществ.
Для использования опилок и коры в качестве удобрений необходимо предварительное компостирование. Этот процесс возвращает органические вещества в природный цикл, повышает плодородие и улучшает структуру почвы. Компостирование древесных отходов направлено на восполнение дефицита азота и оптимизацию минерального состава для конкретных типов почв.
Компосты на основе коры являются натуральными органическими удобрениями, так как кора богата лигнином и обладает высоким потенциалом для образования гумуса. Процесс компостирования включает измельчение коры (до частиц размером 10 мм), добавление минеральных веществ (5 кг аммиачной селитры, 10 кг фосфатной муки и 2 кг хлористого кальция на 1 тонну коры) и выдерживание в течение 1,5-4 месяцев. Такой компост медленно разлагается в почве (5-7 лет), что обеспечивает длительный эффект. Однако измельчение коры – энергозатратный процесс (до 50 кВт/ч на тонну), а при мокрой окорке дополнительно расходуется 20 кВт/ч на отжим. Поэтому себестоимость компостов из коры с минеральными добавками выше, чем у торфа.
В России комплексное использование древесного сырья является приоритетным направлением развития лесопромышленного производства, определенным Прогнозом научно-технического развития и схемой развития лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности. Расширение использования вторичных древесных ресурсов – важная часть политики ресурсосбережения, способствующая комплексному использованию древесины и, как следствие, сохранению лесных массивов от вырубки.