Комплексное использование древесины

Раздел: Учебники

Сучья и ветви. Сучья — крупные боковые отростки от ствола дерева, ветви — небольшие побеги и отростки, идущие как от ствола, так и сучьев. Вся разветвленная часть дерева вместе с листовой образует крону. Сучья и ветви имеют различные размеры и объем, которые зависят от породы и возраста дерева, диаметра ствола и запаса на 1 га, типа и бонитета леса. Наибольшую долю от стволовой древесины составляют сучья и ветви: у ели 18 %, У сосны 14, у березы 6, у осины 8 %.

Максимальный диаметр сучьев до 17 см наблюдается у сосны, однако у осины встречаются сучья диаметром свыше 20 см. В общем объеме кроны доля крупных сучьев диаметром И—20 см невелика и составляет у осины 15 %, у березы 5, у сосны 2 %. Наибольший объем в кроне приходится на сучья диаметром 4—10 см, доля которых у названных пород составляет 50— 60 %. На одном стволе этих пород в среднем содержится 10—18 сучьев без учета тех, которые остаются на удаляемой при обрубке части вершины.

Для ели и пихты характерно значительное содержание мелких сучьев и ветвей диаметром до 3 см, объем которых в кроне составляет 70 %. При диаметре ствола ели от 30 до 60 см масса сучьев и ветвей составляет 6 % к общей биомассе спиливаемого дерева. Количество сучьев пропорционально растет при возрастании диаметра дерева до 36—60 см. Максимальное их число наблюдается, когда дерево прекращает рост в высоту. После этого количество сучьев не увеличивается и постепенно снижается за счет естественного отпада в нижней части кроны. Число сучьев и ветвей диаметром до 2 см в одном дереве колеблется от 43 до 135 шт., а общее число их может достигать 280 шт. Средняя длина сучьев составляет 2,35 м, средний диаметр 3,12 см. Объем сучьев, собираемых с одного ствола ели, составляет 0,063—0,338 м3.

Для сучьев отмечена значительная сбежистость. Так, при диаметре сучьев в отрезе 4,7 см их длина в среднем составляет 1,5 м. При том же диаметре в отрезе тонкомерный ствол имеет значительно большую длину, которая составляет 4,7 м. С увеличением дикметра до 12,2 см средняя длина сучьев возрастает до 6,5 м, а тонкомерных стволов — до 10,7 м.

Масса 1 скл. м3 сучьев из-за низкой полнодревесности невысока и в среднем составляет 151 кг. Таким образом, сучья и ветви как сырье представляют довольно рыхлую массу, транспортировка которой без уплотнения неэффективна. Стягивание пакета сучьев стальным канатом также не дает хороших результатов и только уплотнение трактором уменьшает их объем на 54%.

Сучья и ветви поступают на нижний склад при вывозке деревьев. При валке и транспортировке теряется примерно половина биомассы сучьев. При вывозке деревьев количество сучьев и тонких вершин, поступающих на нижние склады, составляет у сосны 7 %, у ели и пихты 12, осины 4, березы 5 % объема вывезенной древесины.   

В областях с развитой лесозаготовительной промышленностью нормативы реальных ресурсов сучьев и вершин на нижних складах составляют (в %): в Архангельской области 6,3, Коми АССР 5,2, Карельской АССР и Вологодской области 4,2, Кировской и Горьковской 3,1, Пермской 4,7, Свердловской 4,2, Красноярском крае и Кемеровской области 3,7, Иркутской 3,1 %.

При очистке деревьев от сучьев в машинах бункерного типа к отходам прибавляются обломки стволов, содержащих стволовую гниль, и обломки тонкомерных стволов. Потенциально это сырье пригодно для выработки технологической щепы высокого качества, для чего требуется отделить его из общего потока отходов.

Свойства древесины ствола и сучьев заметно отличаются. Плотность древесины у сучьев выше, особенно у основания, примыкающего к стволу. В средней части и на тонком конце сучьев плотность снижается. Такой характер изменения плотности у хвойных пород можно объяснить большим содержанием смолистых веществ, которых примерно в 5 раз больше у основания сучьев, чем в средней или тонкой части. Древесина сучьев обладает большей, чем стволовая, теплотворной способностью, которая составляет в среднем 21,48 МДж на килограмм сухой массы. Выход целлюлозы из древесины сучьев примерно на 8—10 % ниже по сравнению со стволовой древесиной.

Одним из недостатков, осложняющих использование сучьев и ветвей, является их засоренность минеральными примесями, которая в неблагоприятные периоды может достигать 25%. Содержание древесины в сучьях сравнительно невелико и составляет 54 % у сосны и 43 % у ели. Следует подчеркнуть, что выход древесины из сучьев и ветвей примерно в 2 раза ниже, чем из пнево-корневой древесины. Значительную долю (в пределах от 26 до 35%) сухой биомассы сучьев составляет хвоя, кора 20—22 %. Относительное содержание трех основных компонентов биомассы сучьев — древесины, коры и зелени — может изменяться под влиянием тех или иных факторов. В зимнее время древесная зелень сохраняется только в сучьях хвойных пород. Продолжительное хранение сучьев приводит к почти полной потере древесной зелени. Содержание коры зависит от диаметра сучьев. Ветви диаметром менее 1 см содержат больше коры, чем

древесины. Однако с увеличением диаметра относительная доля коры резко снижается.

Использование биомассы ветвей и сучьев встречает определенные трудности, главным образом из-за сложности разделения трех составляющих компонентов. Но даже и при успешном техническом решении этой задачи будет получено относительно меньшее количество более дорогого древесного сырья, чем при других процессах лесозаготовок. Наиболее целесообразный путь — использование в технологических процессах сразу всей биомассы сучьев и ветвей, измельченных на «зеленую щепу». Такой путь был опробован в производстве древесноволокнистых и древесностружечных плит, фурфурола и метанола — компонента топлива для двигателей внутреннего сгорания. Сучья и ветви пополняют ресурсы топлива, особенно в тех случаях, когда стволовая дровяная древесина может быть использована для получения ценной технологической щепы.