Transcript Детальніше про напрям "Хімічна технологія"

Напрям
“Хімічна технологія”
Спеціальність
“Хімічні технології
переробки деревини та
рослинної сировини”
Виробництва, що охоплює напрям
“Хімічна технологія”
Виробництва плит
і пластиків
Целюлозно-паперові
виробництва
Виробництва хімічної
переробки деревини
Виробництво лущеного і
струганого шпону
Виробництво целюлози
Виробництва термічної
переробки деревини
Виробництво фанери
Виробництво
деревинної маси
Виробництва екстакційної
переробки деревини
Виробництво
стружкових плит
Виробництво паперу
Виробництва гідролізної
переробки деревини
Виробництво
волокнистих плит
Виробництво картону
Виробництва переробки
технічної зелені
Виробництва деревинних
і паперових пластиків
Виробництва інших плит
і пластиків
Виробництво шпону
Шпон - це тонкий шар деревини певної товщини у
вигляді листа.
Технологія виробництва шпону відома вже більше
4000 років - ще з Давнього Єгипту, в якому
деревина була дефіцитною сировиною й існувала необхідність її оптимального
використання. Довго шпон нарізався з стовбура поперечною пилкою. Лише в 19
столітті були винайдені стругальний та лущильний верстати.
Проте, гарні дерев'яні, вироби, знайдені в могилі Тутанхамона, меблі, що досягли
художньої досконалості в періоди ренесансу і бароко, а також створені великими
майстрами в наступні тисячоліття, демонструють, що виробництво шпону завжди було
професією. Професійна майстерність і досвід тут грають вирішальну роль. Високий
професійний рівень потрібний вже при визначенні й оцінці якості необробленого
лісоматеріалу, при вирішенні питань можливості переробки з метою отримання
якнайкращого малюнка, і, зрозуміло, необхідний для правильної оцінки готової
продукції, щоб визначити якнайкращий спосіб її застосування.
Виробництво фанери
Фанера – це шарувата клеєна деревина, яка складається з
склеєних між собою трьох і більше листів лущеного шпону з
взаємно перпендикулярним розташуванням волокон деревини
в суміжних шарах.
Перші фанерні листи створені в Древньому Єгипті, в 15 столітті до нашої ери.
Поява фанери бути пов'язана з високою вартістю деревини. Використовували фанеру й
древні римляни й греки, для яких деревина теж була матеріалом рідкісним. Вони
використовували фанеру в основному для виготовлення меблів і предметів домашнього
побуту. Перші ж верстати для виробництва фанери з'явилися лише в кінці 18 століття.
Зроблена машинами фанера дуже швидко витіснила рукотворну з ринку й попутно
зробила меблі значно доступнішими, ніж раніше.
Докорінно змінилася технологія виробництва на базі
використання
механізованого
і
автоматизованого
обладнання. Технічний прогрес у фанерному виробництві
передбачає значне збільшення випуску основних видів
фанерної продукції, а також розширення її асортименту.
Все це вимагає від інженера сучасного фанерного
виробництва необхідних знань.
Виробництво стружкових плит
Стружкова плита - це плита, виготовлена шляхом гарячого
пресування деревинних частинок, змішаних з клеєм.
Історія стружкових плит починається з 1887 року коли Ернст
Хаббард запропонував одержувати плити з тирси й казеїнового
клею. В 1918 році німець Бекман став обробляти плиту шпоном
В 1926 році його співвітчизник Фройденберг уперше розрахував
кількість клею ( 3-10%), а ще через сім років американець Ентоні запропонував
використовувати фенольну або карбамідну смолу. В 1935 році у Франції емігрант Олексій
Самсонов виготовив перші плити з орієнтованих частинок (OSB), укладаючи хрестнавхрест довгі смужки шпону. Із цього ж року в штаті Айова почав свою роботу
експериментальний завод з виробництва плит на фенольному клеї.
Виробництво стружкових плит отримало інтенсивний розвиток в зв’язку з можливістю
виготовлення високоякісних і недорогих меблів при використанні деревинних відходів
лісозаготівлі, лісопиляння і деревообробки. На даний час стружкові плити найпопулярніший матеріал. Основні переваги таких плит - низька вартість і простота
обробки.
Для виготовлення меблів використовують трьохшарові плити. Їх облицьовують
ламінатом, меламіном, шпоном, покривають лаком або дрібнодисперсною стружкою. Такі
плити бувають найрізноманітніших відтінків. OSB знаходять застосування в дерев'яному
домобудівництві при спорудженні дахів, зведенні стін, установці міжповерхових
перекриттів, створенні чорнових підлог тощо.
Виробництво волокнистих плит
Волокниста плита - це листовий матеріал, виготовлений в
процесі гарячого пресування або сушіння маси з деревинного
волокна, сформованого у вигляді килиму. Перший патент на
виробництво волокнистих плит «мокрим способом» (подібно до
виробництва паперу) був отриманий в 1858 році американцем
Лайманом. А через кілька років, в 1864 році Мюнхом була створена
установка для виробництва плит без клею, за допомогою гарячого пресування.
Удосконалив спосіб виробництва волокнистих плит американець Мейсон в 1924 році. На
даний час волокнисті плити «мокрого способу» виготовлення знаходять широке
застосування в будівництві, виробництві меблів (задні стінки шаф і днища ящиків), тари,
столярних виробів і конструкцій, захищених від зволоження. Однак, зараз об’єми
виробництва таких плит у всьому світі знижуються - ці плити активно витісняються
міцнішими MDF.
Перші плити MDF були зроблені в 1965 році в США. Тоді
технологія базувалась на «мокрому способі». Вже пізніше, на
початку 1970-х, шведські виробники удосконалили технологію
виробництва MDF і створили «сухий спосіб». Плити MDF
використовуються в будівництві, виробництві меблів,
настінних панелей і ламінованих підлог, добре обробляються
різанням і фрезеруванням.
Виробництво деревинних
пластиків
Деревинні шаруваті пластики (ДШП), інша назва - дельтадеревина, балініт, лігнофоль - це плитний матеріал,
виготовлений з листів березового лущеного шпону,
просочених
синтетичними
бакелітовими
смолами,
спресованих при високих тиску і температурі.
Технологію виробництва дельта-деревини розробив у 1935-му році головний інженер
Кунцевського заводу повітряних гвинтів та лиж Л. І. Рижков. Пізніше технологія була
вдосконалена фахівцями заводу «Карболіт». У ті часи алюмінієві сплави все ще були
дефіцитними конструкційними матеріалами, не вистачало металевих напівфабрикатів із
сталі, також були проблеми з постачанням на заводи якісної деревини. Все це
зумовлювало дослідницькі роботи з виготовлення різних деревинних пластиків.
Деревно-шаруваті пластики володіють рідкісними фізико-механічними властивостями
й успішно конкурують з кольоровими та чорними металами: бронзою, чавуном і
алюмінієм. Високі експлуатаційні показники дозволяють використовувати даний
матеріал у різних галузях промисловості: машино-, авіа-і суднобудуванні в оборонній
промисловості, у виробах кріогенної та космічної техніки.
Виробництво паперових пластиків
Декоративні паперово-шаруваті пластики (ДПШП) - це
листові і рулонні матеріали, що складаються з декількох шарів
паперу, просочених термореактивними смолами і спресованих
разом під тиском. Історично декоративні паперові шаруваті
пластики випускаються із середини 30-х років XX століття.
Вони походять від електротехнічного гетинаксу й відносяться
до групи шаруватих композиційних матеріалів, до якої входять
деревинні шаруваті пластики, текстоліти, деякі склопластики і т.д.
Технологія пресування просочених листів паперу дозволяє отримувати не тільки
листові й рулонні пластики, але і деякі вироби об'ємних форм.
ДПШП застосовуються для облицювання ліфтів,
вагонів залізниці, метро і трамваїв, суден, літаків та
автомобілів, автобусів і тролейбусів. Вони можуть
використовуватися для облаштування рекламних
щитів, огороджень, підлог і тротуарів, декоративних і
несучих елементів будівельних конструкцій, для
виготовлення шкільних дощок, деталей приладів та
машин тощо.
Виробництва інших плит і
пластиків
Велику групу плитних матеріалів на основі деревини складають плити з
застосуванням мінеральних в’яжучих речовин. Це арболіт, фіброліт, ксилоліт,
тирсобетон, гіпсостружкові та цементностружкові плити, короліт та інші.
Унікальними властивостями володіють такі деревинні матеріали як паралам,
дестам, скрімбер та інші.
Окремою групою пластиків є п’єзотермопластики - плитний матеріал, що
отримується в результаті обробки подрібненої деревини при високих тисках і
температурі без додавання клейових речовин.
Популярними стають декоративні металізовані пластики. А у пластиків
Aluсompact металеві листи використовуються навпаки в якості внутрішніх шарів
пластику. Зараз багато компаній просувають на ринок нові паперові шаруваті
пластики, у яких декоративний шар виконаний не з паперу, а з натурального шпону
(Formica-Ligna, Alpikord, Veneer-Art та ін.)
Не дивлячись на великий асортимент плит і пластиків, багато наукових робіт
присвячено виготовленню нових деревинних матеріалів, які за своїми властивостями
переважають своїх попередників.
Виробництво целюлози
Целюлоза - це клітковина, основна речовина, з якої
складаються стінки клітин деревини, високомолекулярний
природний полісахарид волокнистої структури, що має
загальну формулу (С6Н10О5)n. Із целюлозних волокон
роблять різні види паперу. Хімічно чиста целюлоза
використовується як сировина для хімічної переробки,
наприклад при одержанні віскозних і кордних волокон, у
виробництві різних ефірів целюлози.
Уперше вдалося виділити з деревини тільки її волокнисту частину - целюлозу
англійському хімікові Ф. Б. Хау-Тону в 1857 р. Він обробив деревинну масу
гарячим розчином каустичної соди. В 1866 р. американський інженер, німець за
походженням, Б. Тільгман розробив спосіб одержання целюлози шляхом
обробки деревини сірчаною кислотою. В 1876 р. його співвітчизник А. Мічерліх
запропонував високопродуктивний спосіб одержання сульфітцелюлози.
Зараз основними методами одержання целюлози є
сульфатний і сульфітний; застосовують також бісульфітний,
нейтрально-сульфітний, різні комбіновані й ступеневі методи
варіння. Перспективними є окисні методи – киснево-содовий,
киснево-лужний і ін., які не пов'язані з використанням
сіркомістких реагентів і тому менше впливають на навколишнє
середовище.
Виробництво деревинної маси
Деревинна маса – це волокнистий матеріал,
отриманий стиранням балансової деревини в дефібрері
або технологічної тріски в дефібраторі. Деревинна маса є
одним з найекономічніших напівфабрикатів, тому що
при її виготовленні досягається 95-96%-й вихід волокна з
деревини.
Відкриття цього методу отримання волокна з деревини належить німецькому
винахідникові Ф. Келлеру, що в 1843 р. уперше одержав волокнисту масу стиранням
деревини на точильному камені й назвав її деревинною масою. До 60-х років XX ст.
дефібрерна деревинна маса (ДДМ) була єдиним видом механічної (деревинної) маси. В
60-70-х роках були розроблені й отримали промислове застосування нові способи
виробництва механічної маси з тріски: дефібрерна деревинна маса, отримана під
тиском (ДМД), термомеханічна (ТММ), хіміко-термомеханічна (ХТММ) і
хімікомеханічна (ХММ) маса.
Завдяки дешевизні й доступності деревинна маса знайшла широке застосування у
виробництві паперу й картону. Деревинна маса входить у композицію переважної
більшості видів паперово-картонної продукції в межах від 10 до 90%.
Виробництво паперу
Папір – це листовий матеріал, що складається
переважно з рослинних волокон, зв’язаних між собою
силами поверхневого зчеплення, у якому можуть
міститися
проклеювальні
речовини,
мінеральні
наповнювачі, хімічні та натуральні волокна, пігменти й
барвники.
Папір – це не тільки книги, газети, журнали, зошити, предмети санітарно-гігієнічного
та побутового призначення, але і науково-технічний прогрес у найширшому розумінні
цього слова. Винайдення паперу пов’язують з Китаєм і відносять до 105 р. нашої ери. В
середині 8 ст. араби запозичили в китайців досвід виробництва паперу. В Європу
мистецтво виробництва паперу перейшло від арабів у 9-12 ст. В Україні ручне
виробництво паперу з’явилося в Києво-Печерській лаврі і в Галичині у 12-13 ст.
Перша папероробна машина була створена в кінці 18 ст. і весь цей час
удосконалювалася. Сучасні папероробні машини оснащені автоматизованими системами
керування технологічним процесом, що включають персональні комп’ютери, а також
великукількість складних автоматичних вимірювальних і виконавчих пристроїв, які
забезпечують високоефективну роботу машини на швидкостях до 1000…2000 м/хв. Щоб
управляти таким процесом необхідно мати висококваліфіковані кадри технічних
працівників, насамперед серед технологів.
Виробництво картону
Картон – це матеріал, який складається переважно з
рослинних волокон і відрізняється від паперу більшою
товщиною і масою квадратного метра. Картон в основному
використовується для виробництва картонної тари і різних
конструкційних елементів.
Саме слово «картон» походить від італійського «cartone», що означає
твердий, жорсткий. Початок картонного виробництва відносять до середини
XVI ст., коли зародилося друкарство й для збереження надрукованих текстів
виготовляли своєрідні обкладинки, шляхом склеювання декількох аркушів
паперу разом.
Поява гофрованого картону була пов'язана з необхідністю створення не
просто пакувального матеріалу, а матеріалу, що забезпечує захист товару від
механічних впливів. Перший патент на використання цього нового матеріалу
для пакування був зареєстрований 19 грудня 1871 р. Через десятиліття, в 1881 р.
у США була випущена перша машина з механічним приводом для
виготовлення двошарового гофрокартону й змотування його в рулони.
Сучасна гофротара не сильно відрізняється від перших її зразків, тоді як
виробництво гофрокартону стало безперервним високотехнологічним
процесом.
Виробництва термічної
переробки деревини
Термічна переробка деревини - розкладання
деревини при нагріванні до 450°C без доступу
повітря з утворенням газоподібних і рідких (у т.ч.
деревної смоли) продуктів, а також твердого залишку
- деревного вугілля.
Термічна переробка деревини — один з перших
процесів хімічної технології. Починаючи з XII ст. її
широко використовували для вироблення соснової
смоли (служить для просмолювання дерев'яних суден
і просочення канатів); цей промисел звався
смолокуріння. З розвитком металургії виник інший
промисел, також заснований на термічній переробці
деревини, - вуглевипалювання з одержанням деревного
вугілля. Початок промислового застосування піролізу
деревини відноситься до XIX ст., сировиною була
тільки деревина листяних порід, головним продуктом
- оцтова кислота.
Виробництва екстракційної
переробки деревини
До складу екстрактивних речовин деревини й кори входить велика
кількість різних сполук, і вже давно виник інтерес до їхнього
використання, наприклад як дубителів, барвників, а також для
одержання каніфольно-скипидарних продуктів.
На даний час деякі з екстрактивних речовин деревини або кори як і раніше залишаються
цінними джерелами сировини для одержання ряду спеціальних продуктів. Залежно від
практичного застосування екстрактивні речовини деревини можна розділити на чотири
групи: продукти перегонки живиці й осмолу; екстрактивні речовини деревини, що
витягаються розчинниками; екстрактивні речовини кори, що витягаються розчинниками;
продукти екстракції деревної зелені. Найважливішою групою промислових
екстрактивних речовин є каніфоль, скипидар, талова олива.
Ці лісохімічні продукти одержують перегонкою
живиці, що добувається підсочуванням ростучих
соснових дерев, екстракцією розчинниками пневого
осмолу хвойних дерев, а також як побічні продукти
сульфатного варіння деревини сосни й інших
хвойних порід.
Виробництва гідролізної
переробки деревини
Гідролізне
виробництво
базується
на
властивості
полісахаридів, які становлять близько 70 % маси рослин на суші,
піддаватися гідролітичному розщепленню до моносахаридів під
дією води в присутності мінеральних кислот. Товарними
продуктами гідролізного виробництва є: кормові білкові дріжджі,
фурфурол, етиловий спирт, вуглекислота, ксиліт.
Гідроліз деревини вперше був проведений на початку 19 ст. До початку 1930-х
років були результати експериментальних досліджень, дослідних робіт і певний
практичний досвід промислової реалізації гідролізної технології з одержанням етанолу
й фурфуролу.
На даний час у промисловості використовується переважно гідроліз деревини в
присутності сірчаної кислоти як каталізатора.
Успішному розвитку гідролізного виробництва в нашій країні сприяє наявність
достатньої кількості економічно доступної рослинної сировини й насущна потреба в
етиловому спирті, з якого одержують дивініл - вихідну речовину для виробництва
каучуку.
Виробництва переробки технічної
зелені
Деревна зелень - специфічний вид лісової сировини, у
складі якого переважають живі клітини хвої (листя),
молодих (паренхімних) пагонів і кори. Свіжа деревна
зелень має значний вміст вітамінів С, Д, Е, К, групи В,
каротину,
фітонцидів,
бактеріостатичних
речовин
невідомої природи, танідів тощо. Смоли хвойних рослин
здатні зупиняти ріст бактерій дифтерії, сінної палички і
білого стафілокока.
З деревної зелені отримують вітамінне борошно, хлорофіло-каротинову пасту,
хлорофілін натрію, натуральний хвойний екстракт. Продукти переробки деревної зелені
застосовуються як кормові добавки, в фармакології, косметології, медицині.
Професія технолога напряму “Хімічна технологія” має велику
перспективу.
Деревинні композиційні матеріали на сьогодні є основним
матеріалом для виробництва меблевої продукції, панелей і сучасного
настилу підлоги, базовим матеріалом для виробництва дверей і віконних
блоків, застосовуються в каркасному домобудуванні та настелянні
дерев’яних конструкцій дахів. Практично в кожному житловому
приміщенні присутня продукція з деревинного композиційного
матеріалу.
Сучасне життя неможливо представити без целюлозно-паперової
продукції. В Україні крім великих целюлозно-паперових підприємств,
які виготовляють основну частину продукції по промисловості, в
кожному обласному центрі є підприємства, які переробляють вживану
паперову продукцію. Всі ці підприємства мають потребу в спеціалістах,
фахівцях своєї справи.
Лісохімічна продукція дуже обширна, значення її для народного
господарства надзвичайно вагоме. Отримані речовини з деревини є
незамінною сировиною для отримання ряду медичних препаратів у
фармакології, парфумерії, сільському господарстві, металургії, хімічному
синтезі, оборонній промисловості та інших галузях.