На основе опилок можно сделать много важного и полезного

Наука и жизньHi-Tech

Богатство России будет прирастать… опилками

Фото Натальи Домриной

...Опилки в голове у Винни-Пуха и Страшилы не мешали им быть довольно сообразительными существами, а Страшила даже удостоился прозвища Мудрого. Оказывается, опилки не так просты, как может показаться на первый взгляд. Они трудны в переработке, но, если быть достаточно мудрыми, на их основе можно сделать много важного и полезного. О том, как это сделать, рассуждает доктор химических наук Андрей ИВАНОВ, директор Института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН (г. Иркутск).

Андрей Викторович Иванов.

Древесина — ценный материал, прежде всего для строительства. Есть и другие технологии её использования, но в любом случае при лесозаготовке и лесопилении получается много отходов — до 40% общей массы. И если листву, кору, хвою можно просто оставить в лесу, то с опилками всё сложнее — их надо каким-то образом перерабатывать.

В СССР существовала налаженная система переработки отходов лесопиления. По всей стране работали заводы, производившие огромные объёмы гидролизного спирта — этанола, который шёл в основном в химическую промышленность. Гидролизным называют спирт, полученный из древесных опилок. В опилках много целлюлозы, которая при обработке кислотой и водой, то есть при гидролизе, разваливается на водорастворимые сахара. Дрожжи питаются этими сахарами, и в процессе их жизнедеятельности образуется спирт. Биомассу, оставшуюся после брожения дрожжей, можно использовать как корм для животных в сельском хозяйстве или как удобрение.

Что сейчас не так с этими технологиями? Они строились на крупнотоннажных принципах — заводы-миллионники с сотнями рабочих мест. Это, конечно, хорошо, но плохо то, что опилки и щепу для них свозили с довольно большой территории. Для СССР это было нормально, потому что советская экономика во многом строилась на том, что люди должны работать. Иногда логистические цепочки внутри Союза создавались искусственно с единственной целью — занять людей. Например, в Иркутске делали карданные валы, которые увозили аж в Белоруссию. Когда Союз рухнул, эти цепочки «посыпались» именно потому, что финансово не оправдывались. Ровно такая же ситуация случилась и с опилками: их возить оказалось совершенно нерентабельно, тем более что опилки плотно не упаковываются и занимают много места.

Ещё одна проблема была связана с тем, что нашей промышленности в1990-е годы было законодательно запрещено выпускать спирт не из пищевого сырья. Спирт из опилок неизбежно содержит метанол — таков процесс, а также множество денатурирующих добавок, опасных для здоровья и жизни. Для питья он не предназначен, но его пили, травились. К сожалению, ничего с этим сделать было нельзя, поэтому просто «убили» отрасль гидролизного спирта ровно для того, чтобы люди перестали его пить.

Огромное количество предприятий, связанных с переработкой отходов древесины, буквально распилили на металлолом, хотя это были неплохие предприятия. Существовал Всесоюзный НИИ целлюлозно-бумажной промышленности с сетью филиалов — там занимались разработками в области варки целлюлозы, революционными даже на сегодняшний день. Например, есть такой «рижский» (он действительно был придуман в Риге) способ гидролиза смачиванием кислотой (вместо того чтобы заливать сырьё большими объёмами кислоты) — это вообще один из первых примеров непрерывных процессов в данной области. В СССР первыми пытались заменить серную кислоту на фосфорную, что приводило к значительному улучшению эксплуатационных свойств оборудования, потому что серная кислота вызывает коррозию, а фосфорная кислота, наоборот, защищает оборудование от коррозии. Придумали взрывной автогидролиз, когда древесину насыщают паром под давлением, а потом давление резко сбрасывают, буквально за несколько секунд. Из-за быстрого расширения пара древесину этим паром просто разрывает и волокна становятся более доступными для дальнейшей химической обработки.

Сейчас такими технологиями пользуются лучшие фирмы Канады, Швейцарии, США. А первые идеи появились у нас. Кстати, в те времена у нас очень часто для подобных процессов использовали не металлические реакторы, а железобетонные: в стране с металлом было плохо. Пожалуй, единственной не отечественной разработкой, внедрённой уже после перестройки, стало применение для переработки целлюлозы так называемого сверхкритического флюида — CО2 в сверхкритическом состоянии, то есть при температуре и давлении выше определённого предела.

Но вот СССР рухнул. Мы продолжили варить целлюлозу, и целлюлозно-бумажная, целлюлозно-картонная промышленность работали. А вот отходы стали накапливаться на предприятиях лесопиления. Причём предприятия эти огромные, что в Карелии, что в Сибири. Они ежедневно производят тысячи кубометров отходов. Это гигантские объёмы. Что с ними делать, при том, что единственный массовый путь — путь гидролизной переработки — был потерян?

Самый простой из возникших на тот момент механизмов — формование пеллет, топливных гранул. Экономически это сильно поддержало отрасль, потому что в своё время пеллеты внесли в список инновационных продуктов, и их перевозка по стране была очень дешёвой, она не облагалась множеством налогов. Однако насколько производство пеллет рационально — спорный вопрос. Китай, например, оборот пеллет запретил. Почему — есть разные мнения, но мне ближе позиция китайских учёных, которые считают, что сжигать пеллеты — это практически как у Менделеева — «ассигнациями печку топить». Поэтому в Китае нет рынка пеллет, и производимые в нашей стране пеллеты шли в основном в Европу. По моим ощущениям и по презентациям европейских коллег, которые я видел, покупаемые у нас пеллеты использовали не для топлива, а для химии. То есть брали эти пеллеты и углубляли их переработку, а не просто сжигали. Сейчас с рынком пеллет всё стало плохо, потому что они попали под санкции в Европе. Китай их не берёт, и девать их просто некуда.

Следующий ход понятен: давайте не будем выпускать пеллеты, а теплоэнергетику всех предприятий лесопереработки переведём на их же отходы. Это делается. На всех заводах, которые мы знаем, работают собственные котельные, там электро- и теплогенерация идут внутри цикла, и доски они сушат тоже за счёт сжигания собственных отходов. Но на это используется не более 5% отходов, а остальное тепло уходит в пустоту. Однако по законодательству просто сжигать отходы нельзя. Это всё равно, что жечь нефть или газ в факеле.

Что же делать? Первое, что приходит на ум, — ДСП, древесно-стружечная плита, или ОСП — ориентированно-стружечная плита (её также называют OSB, от английского oriented strand board). ДСП и ОСП технологически отличаются тем, что в одном случае щепа насыпана и порезана без учёта направления древесного волокна, а в другом волокно имеет определённое направление, поэтому у ОСП прочность выше.

Дело хорошее, но есть одна проблема. В СССР склейку ДСП проводили, используя фенолформальдегидные смолы. Это очень вредный продукт. Читатели «Науки и жизни» наверняка знают, что фенолформальдегидная смола — страшная дрянь. Она выделяет канцерогенные вещества при горении. При их высокой концентрации человек, если надышится, либо отравится дымом, либо несколько позже заболеет раком. Даже если фенолформальдегидная смола не горит, при эксплуатации она выделяет канцерогены. Мы помним, что советская мебель, мягко говоря, попахивала. Я не сомневаюсь ни минуты, что есть корреляция между этой мебелью и онкозаболеваниями — её не может не быть.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Подпоручик, маршал, палач, жертва Подпоручик, маршал, палач, жертва

Как самонадеянность привела Тухачевского к гибели

Дилетант
Халтура как образ жизни Халтура как образ жизни

Как советский андерграунд зарабатывал на государственной службе

Weekend
Гумус: история органического вещества в почве Гумус: история органического вещества в почве

Существование молекул гумуса оказалось под вопросом

Наука и жизнь
Судебный квест. Как основатель «Клаустрофобии» пытается отсудить деньги за продажу бизнеса у известного девелопера Судебный квест. Как основатель «Клаустрофобии» пытается отсудить деньги за продажу бизнеса у известного девелопера

Как и зачем продавалась «Клаустрофобия»

Inc.
Портрет на фоне Галактики Портрет на фоне Галактики

Чёрные дыры – самое смелое предсказание общей теории относительности Эйнштейна

Наука и жизнь
Диета, обогнавшая по популярности кето: что такое FMD и кому она подойдет Диета, обогнавшая по популярности кето: что такое FMD и кому она подойдет

Что такое Fast Mimicking Diet, «диета, имитирующая голодание».

The Voicemag
Инвентаризация ценностей князя Юсупова Инвентаризация ценностей князя Юсупова

Князья Юсуповы были богатейшей семьёй России

Дилетант
Там, где притаились тени: лабиринт ночи на Марсе Там, где притаились тени: лабиринт ночи на Марсе

Пару миллиардов лет назад Марс мог быть ещё одной колыбелью жизни

Наука и жизнь
Технопарад Технопарад

Линзы с AR, новая ракета Nasa Space Launch System и запись звуков на Марсе

TechInsider
«Мы максимально открыты»: как выпускники юрфака МГУ создали фонд для помощи студентам «Мы максимально открыты»: как выпускники юрфака МГУ создали фонд для помощи студентам

Как обстоят дела с юридическим образованием и оттоком специалистов в России?

Forbes
Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих

Что такое шизофрения с медицинской точки зрения и как она лечится?

Psychologies
X, Y и сексизм в науке X, Y и сексизм в науке

Как все устроить, чтобы мальчиков и девочек рождалось поровну

СНОБ
Палеонтологи разрешили вымершим гигантским марабу с острова Флорес летать Палеонтологи разрешили вымершим гигантским марабу с острова Флорес летать

Гигантские марабу с острова Флорес все же были способны к активному полету

N+1
«Живое всегда найдет способ прорасти»: что будет с российским независимым театром «Живое всегда найдет способ прорасти»: что будет с российским независимым театром

Пять российских режиссеров — о том, что ждет российский независимый театр

Forbes
Шрамы украшают динозавров: палеонтологи рассмотрели у древних ящеров пупок Шрамы украшают динозавров: палеонтологи рассмотрели у древних ящеров пупок

Пситаккозавра просветили лазером

Вокруг света
Развод по-русски Развод по-русски

9 способов не остаться без штанов после развода

Лиза
Сделай сам: простой походный холодильник из подручных средств? Легко и доступно! Сделай сам: простой походный холодильник из подручных средств? Легко и доступно!

Как сделать оазис холода из "сами знаете чего и палок"

TechInsider
А вдруг все серьезнее... А вдруг все серьезнее...

Болит спина – и мы спешим на массаж. А может, надо к врачу?

Лиза
Первый раз в первый класс Первый раз в первый класс

Как сделать так, чтобы школа не превратилась в огромный стресс для всей семьи?

Здоровье
От пожарной до главы государства: женщины, ставшие первыми в своих профессиях От пожарной до главы государства: женщины, ставшие первыми в своих профессиях

Первые женщины, построившие карьеру в "мужских" профессиях

Forbes
Как ИИ делает ошибки и обманывает исследователей Как ИИ делает ошибки и обманывает исследователей

Нередко ИИ находит то, чего на самом деле нет

TechInsider
Синдром хорошей девочки: чем опасно желание всем угодить Синдром хорошей девочки: чем опасно желание всем угодить

Почему твоя собственная жизнь уходит на второй план?

The Voicemag
Широка страна моя родная: какой ты русский город по знаку зодиака? Широка страна моя родная: какой ты русский город по знаку зодиака?

Какой ты русский город по гороскопу?

The Voicemag
Как быстро очистить гараж: неочевидные советы Как быстро очистить гараж: неочевидные советы

Советы, которые помогут вам быстро убрать скопившийся хлам

TechInsider
Лососевый тупик Лососевый тупик

В России из-за сокращения поставок кратно увеличились цены на семгу и форель

Эксперт
Как выбрать пуско-зарядное устройство для автомобиля: основные принципы Как выбрать пуско-зарядное устройство для автомобиля: основные принципы

На что обратить внимание при подборе пуско-зарядного устройства для авто

CHIP
95 лет роману Двенадцать стульев 95 лет роману Двенадцать стульев

«12 стульев» — пример живой сатиры, понятный читателю из совсем другого мира

Правила жизни
Долли, какенваген и фокусник на съемочной площадке: забавные суеверия и свой язык киношников Долли, какенваген и фокусник на съемочной площадке: забавные суеверия и свой язык киношников

Киношники, пожалуй, самый суеверный народ с тонкой душевной организацией

TechInsider
Как экономить при покупке пива — отвечает эксперт Как экономить при покупке пива — отвечает эксперт

Раскрываем секреты пивной экономии

Maxim
Как выбрать итальянский ресторан и не разочароваться? Пошаговая инструкция от Уиллиама Ламберти Как выбрать итальянский ресторан и не разочароваться? Пошаговая инструкция от Уиллиама Ламберти

Какие ошибки совершают рестораторы, открывая итальянский ресторан?

Правила жизни
Открыть в приложении