Технология и товароведение продуктов малоотходной переработки хвойной древесной зелени
Шрифт:
Из трех основных элементов древесной зелени (хвоя, кора, неодревесневевшая древесина) более богатой энергетическими и биологически активными соединениями является хвоя [255, 301]. Соотношение элементов (8 :3 :2[116]) изменяется в зависимости от времени года, способа заготовки, породного состава, диаметра побегов и пр., из которых более значимы два последних фактора. Данные по фракционному составу двух принятых в ГОСТах диаметров (в отрубе) древесной зелени главных хвойных лесообразующих пород Восточной Сибири приведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Влияние породного состава и диаметра побегов на вклад элементов древесной зелени (абс.
Сравнение показывает, что в охвоенных побегах всех древесных пород динамика вклада компонентов одинакова. Их масса снижается от хвои к коре и неохвоенной древесине. Однако характер изменения различный. Если в древесной зелени сосны и кедра масса хвои больше суммы остальных компонентов в 4,0, пихты и ели – 2,7, то лиственницы в 1,1 раза. Фракционный состав древесной зелени существенным образом изменяется в течение сезона. Помимо нарастания и опада хвои, одревеснения побегов и пр. в начале вегетации появляются генеративные органы, которые значительно трансформируются в дальнейшем.
Меньшее влияние на соотношение компонентов древесной зелени оказывает географическое положение, что вытекает из сравнения древостоев Восточной Сибири и европейской части России (табл. 2.7 [220]).
Таблица 2.7
Фракционный состав древесной зелени хвойных пород европейской части России, %
Отклонения относятся преимущественно к темнохвойным породам, которые выражаются в незначительном снижении вклада хвои.
Большое значение для качества древесной зелени и соотношения в сырье элементов древесной зелени имеют технологические факторы – сбор и транспортирование ветвей и вершин с лесосеки на рабочую площадку предприятия [220]. До настоящего времени в связи с существенным вкладом ручного труда при обрубке сучьев, отделении от них древесной зелени, сборе в кучи и погрузке в автотранспорт она остается самой трудоемкой и дорогой операцией таких производств [37, 25 1].
В промышленных условиях обеспечение такого предприятия сырьем проводится по четырем технологиям. Они отличаются заготовкой древесной зелени, которая осуществляется либо непосредственно на лесосеке, либо на рабочей площадке, куда доставляются ветви или крона в целом. Для всех вариантов присущи серьезные потери (табл. 2.8 [251]).
Проведение рубок, особенно в зимнее время, происходит со значительными потерями наиболее ценной части кроны – древесной зелени и прежде всего ее хвои. Они нарастают от валки к трелевке и вывозке деревьев, составляя летом 30–40%, возрастая зимой до 50–60% кроны [16].
Масса потерь может быть значительно снижена при переработке кроны механизированным путем непосредственно на лесосеке. При механизации процесса значительно снижается доля ручного труда и удешевляется эта дорогостоящая операция.
Таблица 2.8
Влияние валки и транспортировки на потерю биомассы кроны, %
Данное решение может реализоваться при рубке совместно произрастающих древесных пород, древесная зелень которых является близким по значимости сырьем при выработке какого-либо конкретного товарного продукта. Например, это возможно на северо-западе страны при переработке охвоенных побегов сосны и ели на хвойную витаминную муку. Вместе с тем из-за малого масштаба оно вряд ли будет успешным при заготовке сырья обрезкой ветвей с растущих деревьев. Указывается также на реальную возможность совместной заготовки и переработки древесной зелени пихты белокорой и ели аянской с получением эфирного масла. Охвоенные побеги этих пород сравнительно близки по содержанию эфирного масла (2, 1 и 1,3 % соответственно), практически одинаковы по физико-химическим показателям и потребительским свойствам [57, 87, 259]. В Красноярском крае совместная переработка древесной зелени произрастающих на одних площадях сосны и ели экономически не целесообразна в связи с отсутствием спроса на хвойную муку пихты и ели по существующей технологии пихтоварения [215] из-за низкого содержания эфирного масла в охвоенных побегах ели [27, 195, 248]. Производство масла в таком случае практически означает его отгонку из древесной зелени пихты с введением нейтрального сырья, т. е. из частично загруженного перегонного чана. Повышение эффективности при этом может быть достигнуто при совершенствовании технологии с выработкой дополнительных товарных продуктов [194].
Реальным и экономически обоснованным сырьем для крупномашабного производства эфирного масла является древесная зелень пихты сибирской. В нашей стране, особенно в Сибирском регионе, пихтовые насаждения занимают обширные территории [111]. Хотя по содержанию масла ее охвоенные побеги несколько уступают древесной зелени пихты сахалинской и белокорой, однако эти массивы существенно уступают по ресурсным возможностям. Кроме того, в эфирных маслах указанных видов пихты меньше их наиболее ценного компонента – борнилацетата.
Эфирное масло в хвое побегов и коре ствола находится в желваках (смолоходах) различной формы [34, 67, 232]. Их диаметр в хвое в зависимости от возраста и условий произрастания изменяется от 0,05 до 0,20 мм, длина определяется размерами хвои. На обоих концах толщина смолохода существенно снижается, и в первом году жизни он проникает в кору побега. В дальнейшем этот проход перекрывается пробковой прослойкой. Хвоя пихты удерживается на ветке 8–10 лет, что соответствует длине охвоенного побега 26–30 см. В прикладном плане представляет интерес тот факт, что вклад эфирного масла в хвое разных лет практически одинаков.
Средние запасы древесной зелени, приходящийся на 1 м3 стволовой древесины, зависят от многих факторов, основными из которых являются состав, возраст и полнота насаждений. В значительной мере ее запасы определяются универсальным показателем – диаметром деревьев (табл. 2.9 [285]).
Таблица 2.9
Зависимость запасов древесной зелени от диаметра ствола деревьев и бонитета насаждений
Сопоставление данных показывает, что количество охвоенных побегов на одном дереве и приходящееся на 1 м3 древесины в онтогенезе изменяются в разных направлениях. Так, при диаметре деревьев 16 и 44 см 2-го бонитета их масса на дереве возрастает в 4,5 раза, в то время как ее вклад для 1 м3 ствола убывает почти в 3 раза. Иначе выражается влияние бонитета насаждения: до диаметра 20 см повышение бонитета в обоих вариантах ведет к нарастанию охвоенных побегов, выше – к снижению их массы.