Faipari

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. június 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek . egy 2 3 négy 5 6 7 nyolc 9 tíz tizenegy 12 13 tizennégy tizenöt 16

Fa :

A tudomány által ismert legkorábbi fosszilis fás szárú növényeket 2011 -ben fedezték fel a kanadai New Brunswick tartományban , ahol 395 és 400 millió évvel ezelőtt ősi erdő nőtt [1] .

A fa jelentősége

A fát az ember évezredek óta sokféle célra használta, elsősorban tüzelőanyagként, de építőanyagként is, szerszámok, fegyverek, bútorok, konténerek, műtárgyak, papírok, lakások gyártásához.

A növekedési gyűrűknek köszönhetően, amelyek a növekedés folyamatában a hőmérséklet vagy a páratartalom szezonális ingadozása miatt sokféle fát képeznek törzsükben, a fa növekedési keresztirányú tengelyének vizsgálatával dendrokronológiai módszerekkel favágások lehetségesek. nagyon pontosan meghatározni azt a területet, ahol a fa nőtt, amelyből faterméket vagy építményrészt készítettek és a kivágás évét. A fagyűrűk szélességének évenkénti változásának vizsgálata és a bennük lévő elemek egyes izotóp-tartalmának elemzése lehetővé teszi az ókor éghajlati és légköri állapotának megértését [2] .

A fa kialakulása

A fa a vaszkuláris rostos köteg egyik alkotóeleme, és általában szemben áll a köteg egy másik komponensével, amely ugyanabból a prikambiumból vagy kambiumból , vagy floémből származik . A prokambiumból vaszkuláris-szálas kötegek kialakulása során 2 esetet figyelünk meg: vagy minden procambialis sejt fa és háncs elemmé alakul - úgynevezett zárt kötegek keletkeznek ( magasabb spórás , egyszikű és néhány kétszikű növény ), vagy egy réteg aktív maradványok a fa és a háncsszövet határán - kambium és nyílt kötegek keletkeznek (kétszikűek és gymnospermek ).

Az első esetben a fa mennyisége állandó marad, és a növény nem tud megvastagodni; a másodikban a kambium aktivitásának köszönhetően a fa mennyisége minden évben növekszik, és a növény szára fokozatosan megvastagodik. Az orosz fafajoknál a fa közelebb van a fa középpontjához (tengelyéhez), a háncs pedig a körhöz (perifériához). Néhány más növényben a fa és a háncs eltérő kölcsönös elrendeződése figyelhető meg (lásd Érszálas kötegek ). A fa összetétele már elhalt sejtes elemeket tartalmaz, merevített, többnyire vastag héjjal; a háncs éppen ellenkezőleg, élő elemekből áll, élő protoplazmával , sejtnedvvel és vékony, nem fából készült héjjal. Bár a háncsban vannak halott, vastag falú és merev elemek, a fában pedig éppen ellenkezőleg, élnek, de ettől az általános szabály nem változik jelentősen. Az ér-rostos köteg mindkét része fiziológiai funkciójában is különbözik egymástól: a talajból a fa mentén a levelek felé emelkedik az úgynevezett nyerslé, azaz víz a benne oldott anyagokkal, miközben oktató, egyébként műanyag, lé ereszkedik a háncs mentén . A sejtmembránok lignifikációja a cellulóz membrán speciális anyagokkal való impregnálásának köszönhető, amelyeket általában lignin általános néven kombinálnak . A lignin jelenléte és egyben a héj lignifikációja néhány reakció segítségével könnyen felismerhető. A lignifikációnak köszönhetően a növényi héjak erősebbek, keményebbek és ellenállóbbak lesznek; enyhe vízáteresztő képességgel azonban elvesztik vízfelvevő képességüket és megduzzadnak.

A fa kémiai összetétele

Alapvetően a fa holocellulózból áll  - körülbelül 70% -ban és ligninből -  legalább 20% aromás jellegű, rokon szerkezetű polimerek keverékéből. A holocellulózok közé tartozik a hemicellulóz és a cellulóz , legalább 40%. [3] [4]

A fa tulajdonságai

A fa esetében a fő és legfontosabb tulajdonságok a következők:

  1. Mechanikai: szilárdság, keménység, deformálhatóság, fajlagos viszkozitás, teljesítményjellemzők, technológiai jellemzők, kopásállóság, kötőelemek tartása, rugalmasság;
  2. Fizikai: megjelenés (textúra, fényesség, szín), páratartalom (zsugorodás, vetemedés , vízfelvétel, higroszkóposság, sűrűség), hő (hővezetés), hang (akusztikus ellenállás, hangvezetőképesség), elektromos (dielektromos tulajdonságok, elektromos vezetőképesség, elektromos szilárdság) );
  3. Kémiai tulajdonságok.

A fa anizotróp anyag, azaz a szálakhoz képest eltérő tulajdonságokkal rendelkező anyag. (Tehát pl. a szálak mentén kisebb a zsugorodás, mint a szálak mentén, a radiális irányú zsugorodás pedig kisebb, mint az érintőirányban. Valamint a szálak irányától függően a nedvességvezető képesség, a páraáteresztő képesség, a hangvezető képesség és néhány más jellemző is eltérő).

(Ha a szárítás után egy 300 g-os minta tömege 200 g, akkor a relatív páratartalom (300-200) / 300 * 100% \u003d 33%)

A fa nedvességtartalmát a következőképpen határozzuk meg: megmérjük a nedves anyag mintájának tömegét, majd a mért mintát szárítóban 100-105 °C hőmérsékleten megszárítjuk, majd a száraz anyagot újra lemérjük. A nedves és száraz anyag tömege közötti különbség határozza meg a mintában lévő víz mennyiségét.

Gyakorlati szempontból a fa abszolút nedvességtartalmának van a legnagyobb jelentősége, mivel ezt a mutatót használják a technológiai számításokban. (Például rétegelt lemez gyártásához a hántolt furnért 4-6% abszolút nedvességtartalomig szárítják. A fa zsugorodása (azaz lineáris méreteinek és térfogatának csökkenése) akkor kezdődik, amikor a páratartalom 30%-ról teljesen lecsökken. száraz állapot.

Az abszolút páratartalom szerint a fa a következő kategóriákra oszlik:

A fa abszolút nedvességtartalmának fokai [5]
Név abszolút páratartalom %-ban Az oktatás feltételei
nedves fa több mint 100% hosszú távú vízben tartózkodás
Frissen vágva 50-100%
Levegőn szárítjuk 15-20% hosszú távú tárolás levegőn
Szoba száraz 6-10%
Teljesen száraz 0%

A frissen vágott fa páratartalma a kivágás hónapjától függően (a fa abszolút száraz tömegének százalékában) [6]

Fa típusa / hónap 01 02 03 04 05 06 07 08 09 tíz tizenegy 12
Fenyő: szijács 122 116 135 153 102 102 109 100 96 119 123 123
Fenyő: mag 33 33 35 33 33 32 31 31 33 34 32 34
átlagos 83 86 89 92 85 84 85 80 84 92 94 97

Minél magasabb a fa nedvességtartalma, annál nehezebb a gyártás során felhasználni. A nyers fa rosszabbul tapad; ha valamilyen termék gyártása során nedves fát használtak fel, akkor a száradás során repedések , rések jelenhetnek meg a táblák között a tárgyban. Ennek megakadályozása érdekében szükséges a fa előszárítása [7] [8] [9] .

A vetemedés, repedés elkerülhető a szárítási technológia betartásával és bizonyos technikák alkalmazásával a termékek összeszerelése során. Így például a rönkökben az anyag teljes hosszában hosszanti tehermentesítő vágásokat készítenek, amelyek enyhítik a zsugorodás során keletkező belső feszültségeket.

Típusú Sűrűség, kg/ m3 Fajta példák
Kis sűrűségű kőzetek <550 Luc, fenyő, hárs
Közepes sűrűségű fajták 550-750 Tölgy, nyír, szil
Nagy sűrűségű sziklák >750 Dogfa, gyertyán, pisztácia

Fafajták

A tűlevelű fák, nevezetesen a fenyő, lucfenyő, cédrus a tornatermő növények közé tartoznak, ezek adják az emberiség által felhasznált faanyag nagy részét ("puhafák"). Az angiospermumok két osztályra oszthatók - egyszikűekre és kétszikűekre. Az egyszikűek (bambusz, pálmafák, jukka) közül kevesen rendelkeznek fás szövettel, korlátozottan használható. A kétszikűek közé tartoznak a fontos lombhullató ("kemény") fajok - tölgy, eukaliptusz, juhar, amelyek faanyagát széles körben használják bútorok és befejező anyagok gyártásában [12] .

Értékes fafajták

A különféle fafajták értéke erősségükben, tartósságukban és a minta eredetiségében rejlik. Az ilyen fát gyönyörű bútorok, parketta , ajtók, különféle belső tárgyak gyártására használják , amelyek elitnek minősülnek, tekintettel a kezdetben magas költségekre és a feldolgozásra fordított erőfeszítésekre. Oroszországban a következő fajok a leggyakoribbak: tölgy , cseresznye , bükk , körte , rózsafa , mahagóni , dió , juhar ( fehér , cukor , magyal ).

Főbb teljesítménymutatók

Minden fajnál (néha a fa különböző részeinél is) minden tulajdonsága eltérő lehet, ez attól függ, hogy ez vagy az a fa milyen körülmények között nőtt.

Alkalmazás

Hogyan üzemanyagot

A fa volt az első tüzelőanyag, a legősibb emberek is ezt használták: hamuval ellátott kandallók találhatók a helyükön . Napjainkban a fából különféle tulajdonságú tüzelőanyagot nyernek: tűzifa, faforgács , faszén , fapor, fapellet és brikett. A vágott és préselt fa sűrűsége nagyobb (ez növeli a hatékonyságot ), a páratartalommal és a virágzással nincs problémája, a tűzifával ellentétben ésszerű az ilyen bioüzemanyag szállítása , de veszélyes és nem mindig kényelmes, mivel könnyebben morzsolódik és gyullad, mint a tűzifa.

A tűzifa kitermelése és mérése történik: a tűzifa térfogategysége köbméter , súlyegysége tonna . A tűzifa térfogategységében kevés kalória van; ezért irracionális a tűzifát a betakarítás helyétől távol szállítani.

Hamutartalom

A fa az egyik legkevésbé hamuval szennyezett tüzelőanyag. Szárazanyagon a hamutartalom Az = 1%, csak az uszadékfánál kismértékben Ac = 2%-ra emelkedik a fakéregben lévő homok miatt. Kísérletek kimutatták, hogy a lebegő tűzifa nem halmoz fel túlzott nedvességet, és gyorsan szárad anélkül, hogy megváltoztatná tüzelőanyag-tulajdonságait.

Páratartalom

Nedvesség szerint a tűzifát szárazra (≤25%), félszárazra (25-35%) és nyersre (>35%) osztják.

Égési tulajdonságok

A fa tüzelőanyag előnyei a könnyű gyúlékonyság, a kénhiány és az alacsony hamutartalom. A légszáraz tűzifa fűtőértéke körülbelül 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Ez kevéssé függ a fa fajtájától. Tekintettel arra, hogy a tűzifát mennyiség szerint vásárolják, úgy tűnhet, hogy van különbség, például a tölgy vagy nyír tűzifa 1 m 3 tömege nagyobb, mint a lucfenyő vagy a nyárfa tömege. A különböző típusú fák molekulaszerkezetükben eltérőek, ezért a tűz hőmérséklete, színe és alakja eltérő lehet.

Nyersanyagként

A fa több mint húszezer termék és termék előállításának alapanyaga .

Építkezésben

Bármely épületszerkezet lehet fából, beleértve:

Fa, mint befejező anyag:

A bútorgyártásban

A bútorok lehetnek:

Szekrények

• Polcok

Táblázatok

Székek

Széklet


Díszítőanyagként

Fafaragáshoz leggyakrabban hársfát használnak . A hársfa puha és éles szerszámmal könnyen vágható [14] .

Fakitermelés és faszállítás

Fafeldolgozás

A fa alapanyagok feldolgozásának módszerei három csoportra oszthatók: mechanikai , kémiai-mechanikai és vegyi .

A fa mechanikai feldolgozása az alakjának megváltoztatásából áll, fűrészeléssel, gyalulással , marással , hámozással, fúrással , esztergálással (esztergagépen), faragással, hasítással és köszörüléssel . A mechanikai feldolgozás eredményeként különféle fogyasztási és ipari cikkeket, termékeket és alapanyagokat nyernek a kapcsolódó feldolgozóipar számára. A szálas félkész termékeket a fa mechanikai koptatásával állítják elő.

A vegyi-mechanikai feldolgozás során a fából homogén összetételű és méretű köztes terméket nyernek - speciálisan vágott forgács , zúzott furnér . A mechanikai úton előállított köztes terméket kötőanyaggal vonják be. Hőmérséklet és nyomás hatására végbemegy a kötőanyag polimerizációs reakciója, melynek eredményeként a köztes fatermék erősen összeragaszt. A vegyi-mechanikai feldolgozás során rétegelt lemez , asztalos, forgácslap és cementkötésű forgácslap , fabeton és farostlemez készül . A kémiai-mechanikai módszert rostos félkész termékek előállítására használják a cellulóz- és papíriparban .

A fa kémiai feldolgozását termikus bomlással, lúgok , savak és kénsav savas sóinak kitéve végezzük .

A fa termikus bomlását vagy pirolízisét a fa magas hőmérsékleten történő melegítésével végzik levegő hozzáférése nélkül. A pirolízis során szilárd, folyékony és gáznemű termékek keletkeznek. Ezek közül a szén a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír .

Oldószerek segítségével különféle extrakciós anyagokat vonnak ki a fából, amelyeket előzőleg forgácsra vágnak . Vízzel extrahálva tanninokat kapunk . A vörösfenyőfából vízzel kivont gumi tapadó tulajdonságait a nyomda-, textil- és gyufaiparban használják . A tuskógyantát forgácsra zúzott benzinnel extrahálva a gyantát a fából vonják ki . Széles körben használják kiváló minőségű papír előállítására, a szappankészítés során a zsírok helyettesítésére, lakkok , linóleum , gumi , elektromos és egyéb termékek előállítására.

A laminált fa gyártásában

  • Deszkákba fűrészelni.
  • Szárítás szárítókamrában a kívánt nedvességtartalom eléréséig.
  • Nyersdarabok ellenőrzése hibákra.
  • Impregnálás antiszeptikus szerekkel (megakadályozza a penész kialakulását a szerkezeten belül és a fa korhadását) és tűzgátló szerekkel .
  • Kész munkadarabok ragasztása.
  • A termékeket speciális berendezésekre préseljük, amíg a ragasztó teljesen meg nem szárad.
  • Az így kapott ragasztott rétegelt fa feldolgozása: profilozás, vágás, bemutató.

Fafeldolgozás a cellulóz- és papíriparban

A fapép és cellulóz formájú rostos félkész termékeket széles körben használják papír- és kartongyártáshoz . A papír- és kartongyártás szükségleteihez a cellulóz mintegy 93%-át használják fel. A többit nyersanyagként használják fel mesterséges viszkóz- vagy acetátszálká , fóliává , műanyaggá , füstmentes porrá , celofánná és egyéb termékekké történő kémiai feldolgozáshoz.

Fafeldolgozás a farostlemez gyártása során

A táblákat széles körben használják az építőiparban, alacsony építésű szabványos lakásépítésben , autó- és hajógyártásban , bútorokban , konténerekben és dobozokban . A farostlemez gyártásához fa nyersanyagokat használnak, amelyeket előzőleg forgácsra zúznak . 1 millió hulladékból készült deszka felhasználásával 54 000 m³ ipari kerekfa takarítható meg .

A fa cellulózt és hemicellulózt – természetes nagy molekulatömegű polimereket – poliszacharidokat tartalmaz , amelyek víz hozzáadásával visszaalakulhatók egyszerű cukrokká. Ez a hidrolízisnek nevezett reakció lehetővé teszi a fa élelmiszer- és takarmánytermékekké történő feldolgozását .

Fakereskedelem

2017-ben a fa (nyers fa) volt a 219. legtöbbet forgalmazott termék a világpiacon, 14,5 milliárd dollárra becsült tranzakciós volumennel [15].

A legnagyobb exportőrök a következők voltak:

  • Új-Zéland (2 milliárd dollár) - 14%
  • Egyesült Államok (1,87 milliárd dollár) – 13%
  • Oroszország (1,48 milliárd dollár) - 10%
  • Pápua Új-Guinea (0,558 milliárd dollár) – 3,9%
  • Kanada (0,550 milliárd dollár) – 3,8%

Főbb importőrök:

  • Kína (8,64 milliárd dollár) - 60%
  • Ausztria (0,669 milliárd dollár) - 4,6%
  • Németország (0,621 milliárd dollár) - 4,3%
  • Dél-Korea (0,506 milliárd dollár) - 3,5%
  • Japán (0,486 milliárd dollár) - 3,4%

A fa kulcsfontosságú exportcikk olyan országok számára, mint a Salamon-szigetek és a Közép-afrikai Köztársaság .

Oroszországban

2007-2013-ban Oroszország 30 milliárd dollárt veszített a gömbfa exportjának korlátozása miatt – erre a következtetésre jutott a Forest Industry magazin. A nyersfa-export visszaesése öt éve figyelhető meg 2008 óta, amikor az orosz kormány megemelte exportjának vámját, ezzel próbálva ösztönözni a fafeldolgozásba irányuló beruházások beáramlását. Ha 2007-ben 75,55 millió m3-t exportált az ország 6,03 milliárd dollár értékben, akkor 2008-ban 48,6 millió m3-re (4,5 milliárd dollárra), 2009-ben 21,652 millió m3-re (1,9 milliárd dollárra), 2010-ben 21,24 millió m3-re (1,9 milliárd dollárra) csökkent a csökkenés. , 2011-ben - 20,93 millió m3 (1,998 milliárd dollár), 2012-ben - 17,6 millió m3 (1,53 milliárd dollár). 2007 óta a körfa külső szállítási költsége 46%-kal csökkent. Ha azt feltételezzük, hogy tiltó ráta bevezetése nélkül a nyersfa exportja a 2007-es szinten maradt volna, akkor hat éven keresztül az exportból származó bevételkiesés 30 milliárd dollár, Oroszország gyorsan elveszítette első helyét a kerek fa beszállítói között Kína, az import legnagyobb piaca. Részét Kanada és Új-Zéland „megette”, amelyek a globális pénzügyi válság ellenére megnövelték az Égi Birodalomba irányuló szállításokat [16] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. NB fosszíliák a fa eredetét mutatják , CBC.ca  (2011. augusztus 12.). Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 13.
  2. Briffa K. et al. A közelmúlt hőmérsékletének és radiális fanövekedésének trendjei, amelyek 2000 évet ölelnek fel Eurázsia északnyugati részén  // Philosophical  Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences  : folyóirat. - 2008. - Vol. 363. sz . 1501 . - P. 2271-2284 . doi : 10.1098/ rstb.2007.2199 . — PMID 18048299 .
  3. E. P. Terentyeva, N. K. Udovenko, E. A. Pavlova. 2. rész // Fa, cellulóz és szintetikus polimerek kémiája . - Szentpétervár, 2015. - 15-16 p. - P. 15-16.
  4. Sharkov V.I., Kuibina N.I. A hemicellulózok kémiája . - Moszkva, 1972. - 181-184 p. - P. 181-184.
  5. Fa páratartalma, fa . Letöltve: 2014. április 2. Az eredetiből archiválva : 2014. április 7..
  6. Petrovsky, BC A fatörzsek generatrixának kutatása. // Erdő. háztartás - 1964. - 9. sz. - S. 10-11.
  7. A faszárítás elméleti alapjai előzetes termokémiai kezelés után . Letöltve: 2017. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. október 14.
  8. Faszárítás UKLS-14-5, infravörös faszárítás . Letöltve: 2017. november 13. Az eredetiből archiválva : 2018. augusztus 4..
  9. A fa nedvességtartalmának változása száradás közben . Letöltve: 2017. november 13. Az eredetiből archiválva : 2021. január 25.
  10. Leontiev N. L. A páratartalom hatása a fa fizikai és mechanikai tulajdonságaira. Goslesbumizdat 1962, 114 p.
  11. A fa fizikai tulajdonságai . Az első faipari portál. Hozzáférés dátuma: 2016. november 15. Az eredetiből archiválva : 2016. november 28.
  12. Fa  // Enciklopédia " A világ körül ".
  13. Parketta . Archiválva az eredetiből 2018. május 23-án. Letöltve: 2018. május 22.
  14. Doris Laudert. Mythos Baum: Geschichte, Brauchtum, 40 Baumporträts von Ahorn bis Zitrone. - 7. - München: BLV, 2009. - 169 p. — ISBN 978-3-8354-0557-8 .
  15. A fa világpiaca a https://oec.world címtár szerint . Letöltve: 2019. augusztus 14. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 14.
  16. Oroszország 30 milliárd dollárt veszített a kerekfa kiviteli korlátozások miatt, Erdőipar ( 2014.  október 1.). Az eredetiből archiválva : 2014. október 31.

Irodalom

  • Wood // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
  • Fa // Nagy Szovjet Enciklopédia  : [30 kötetben]  / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M .  : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.
  • Budkevich, E. V. Fenyőfa. Anatómiai felépítés és kulcsok a nemzetségek és fajok meghatározásához / Szovjetunió Tudományos Akadémia; Kockafejû. in-t im. V. L. Komarova; ill. szerk. A. A. Jacenko-Hmelevszkij. - M. - L .: A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1961. - 152 p.
  • Grigoriev M.A. Egy fiatal asztalos és asztalos kézikönyve: Tankönyv. szakiskolák támogatása. - 2. kiadás - M . : Lesn. prom-st, 1984. - 239 p. — 70.000 példány.
  • Grigorjev , M.A. szakiskolák támogatása. - M . : Feljebb. iskola, 1989. - 223 p. — 100.000 példány.  — ISBN 5-06-000345-0 .
  • Yatsenko-Hmelevsky, A. A. , Nikonorova, E. V. A második szint fő erdőképző fajainak fa szerkezete: Tankönyv. 1512 /Leningrád szakos hallgatók támogatása. Lenin Erdészeti Akadémia rendje. S. M. Kirov; Ismétlés. szerk. K. I. Kobak. - L. : LTA, 1982. - 67 p.
  • Yatsenko-Khmelevsky, A.A. A fa szisztematika alapelvei  // Tr. Kockafejû. in-ta AN Arm. SSR. - Jereván: A Tudományos Akadémia kiadója. SSR, 1948. - T. 5 . - S. 5-156 .
  • A fa fizika: tankönyv / I.P. Demitrova, A.N. Bőröndök. - Moszkva; Vologda: Infra-Engineering, 2023. - 136 p.: ill., tab.

Linkek