Dřevo

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. června 2022; kontroly vyžadují 6 úprav . jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16

Dřevo :

Nejstarší fosilní dřeviny známé vědě byly objeveny v roce 2011 v kanadské provincii New Brunswick , kde před 395 až 400 miliony let rostl prastarý les [1] .

Význam dřeva

Člověk používá dřevo po tisíce let k mnoha účelům, především jako palivo, ale také jako stavební materiál, k výrobě nástrojů, zbraní, nábytku, nádob, uměleckých děl, papíru, obydlí.

Díky růstovým prstencům, které v procesu růstu, v důsledku sezónních výkyvů teploty nebo vlhkosti, tvoří ve svém kmeni mnoho druhů stromů, studiem příčné osy růstu stromů, řezy stromů pomocí dendrochronologických metod je možné velmi přesně určit oblast, kde strom rostl, ze kterého vznikl dřevěný výrobek nebo část konstrukce a rok pokácení. Studium každoroční změny šířek letokruhů a rozbor obsahu určitých izotopů prvků v nich umožňuje pochopit stav klimatu a atmosféry v dávných dobách [2] .

Tvorba dřeva

Dřevo je jednou ze složek cévního vláknitého svazku a je obvykle protikladem k jiné složce svazku, pocházející ze stejného pricambia nebo kambia- lýka nebo floému . Při tvorbě cévně vláknitých svazků z prokambium jsou pozorovány 2 případy: buď se všechny prokambiální buňky mění na prvky dřeva a lýka - získávají se tzv. uzavřené svazky ( vyšší výtrusné , jednoděložné a některé dvouděložné rostliny ), nebo vrstva aktivních zbytků na hranici mezi pletivem dřeva a lýka - získává se kambium a otevřené svazky ( dvouděložné a nahosemenné ).

V prvním případě zůstává množství dřeva konstantní a rostlina není schopna houstnout; ve druhém se díky aktivitě kambia každým rokem zvyšuje množství dřeva a stonek rostliny postupně houstne. U ruských dřevin leží dřevo blíže středu (ose) stromu a lýko je blíže ke kruhu (obvodu). U některých dalších rostlin je pozorováno odlišné vzájemné uspořádání dřeva a lýka (viz Cévní vláknité svazky ). Složení dřeva zahrnuje již odumřelé buněčné prvky se ztuženými, většinou tlustými skořápkami; lýko je naopak tvořeno živými prvky, živou protoplazmou , buněčnou mízou a tenkou nedřevěnou skořápkou. V lýku jsou sice mrtvé, silnostěnné a tuhé prvky a ve dřevě naopak živé, ale z toho se obecné pravidlo výrazně nemění. Obě části cévně vláknitého svazku se od sebe liší i svou fyziologickou funkcí: z půdy do listů stoupá podél dřeva tzv. surová šťáva, tedy voda s látkami v ní rozpuštěnými, přičemž výchovná, jinak plast, šťáva klesá podél lýka . Jev lignifikace buněčných membrán je způsoben impregnací celulózové membrány speciálními látkami, obvykle kombinovanými pod obecným názvem lignin . Přítomnost ligninu a zároveň lignifikaci skořápky snadno rozpoznáme pomocí některých reakcí. Vlivem lignifikace se obaly rostlin stávají pevnějšími, tvrdšími a odolnějšími; při mírné propustnosti vody však ztrácejí schopnost absorbovat vodu a bobtnat.

Chemické složení dřeva

Dřevo se v zásadě skládá z holocelulózy  – asi 70 % a ligninu  – směsi polymerů příbuzné struktury aromatické povahy, minimálně 20 %. Holocelulózy zahrnují hemicelulózy a celulózu , ne méně než 40 %. [3] [4]

Vlastnosti dřeva

U dřeva jsou hlavní a nejdůležitější vlastnosti následující:

  1. Mechanické: pevnost, tvrdost, deformovatelnost, specifická viskozita, výkonnostní charakteristiky, technologické vlastnosti, odolnost proti opotřebení, schopnost držet spojovací prvky, elasticita;
  2. Fyzikální: vzhled (textura, lesk, barva), vlhkost (srážlivost, deformace , absorpce vody, hygroskopičnost, hustota), tepelná (tepelná vodivost), zvuk (akustický odpor, vodivost zvuku), elektrické (dielektrické vlastnosti, elektrická vodivost, elektrická pevnost );
  3. Chemické vlastnosti.

Dřevo je anizotropní materiál, tedy materiál s nestejnými vlastnostmi ve směrech vzhledem k vláknům. (Takže například smrštění podél vláken je menší než napříč vlákny a smrštění v radiálním směru je menší než v tangenciálním směru. Také v závislosti na směru vláken je vodivost vlhkosti, paropropustnost, vodivost zvuku, a některé další vlastnosti se také liší).

(Pokud vzorek o hmotnosti 300 g po vysušení začal vážit 200 g, pak je jeho relativní vlhkost (300-200) / 300 * 100% \u003d 33%)

Vlhkost dřeva se zjišťuje následovně: Změří se hmotnost vzorku vlhkého materiálu, poté se měřený vzorek suší v sušičce při teplotě 100-105 °C, poté se suchý materiál znovu zváží. Rozdíl mezi hmotností mokrého a suchého materiálu určuje množství vody obsažené ve vzorku.

Pro praktické účely má největší význam absolutní vlhkost dřeva, protože právě tento ukazatel se používá v technologických výpočtech. (Například pro výrobu překližky se loupaná dýha suší na absolutní vlhkost 4-6 %. Smršťování dřeva (tj. zmenšení jeho lineárních rozměrů a objemu) začíná, když vlhkost klesne z 30 % na zcela suchý stav.

Dřevo podle absolutní vlhkosti se dělí do následujících kategorií:

Stupně absolutní vlhkosti dřeva [5]
název Absolutní vlhkost v % Podmínky vzdělávání
mokré dřevo přes 100% dlouhodobý pobyt ve vodě
Čerstvě řezané 50–100 %
Suché na vzduchu 15–20 % dlouhodobé skladování na vzduchu
Místnost suchá 6–10 %
Absolutně suché 0 %

Vlhkost čerstvě nařezaného dřeva v závislosti na měsíci těžby (v procentech absolutně suché hmotnosti dřeva) [6]

Druh dřeva / měsíc 01 02 03 04 05 06 07 08 09 deset jedenáct 12
Borovice: bělové dřevo 122 116 135 153 102 102 109 100 96 119 123 123
Borovice: jádro 33 33 35 33 33 32 31 31 33 34 32 34
znamenat 83 86 89 92 85 84 85 80 84 92 94 97

Čím vyšší je vlhkost dřeva, tím obtížnější je jeho použití ve výrobě. Surové dřevo hůře drží; pokud bylo při výrobě jakýchkoliv výrobků použito vlhké dřevo, pak při jeho vysychání mohou v objektu vznikat praskliny a mezery mezi deskami. Abychom tomu zabránili, je nutné dřevo předsušit [7] [8] [9] .

Deformaci a praskání lze předejít dodržením technologie sušení a použitím určitých technik při montáži výrobků. Takže například podélné odlehčovací řezy se dělají v kládách po celé délce materiálu, čímž se uvolňují vnitřní pnutí, která vznikají při smršťování.

Typ Hustota, kg/ m3 Příklady plemen
Skály s nízkou hustotou <550 Smrk, borovice, lípa
Plemena střední hustoty 550-750 Dub, bříza, jilm
Skály s vysokou hustotou >750 Dřín, habr, pistácie

Druhy dřeva

Jehličnaté stromy, jmenovitě borovice, smrk, cedr, patří k nahosemenným rostlinám, dodávají převážnou část lidstva využívaného dřeva („měkká dřeva“). Krytosemenné rostliny se dělí do dvou tříd – jednoděložné a dvouděložné. Málokterá z jednoděložných rostlin (bambus, palmy, juka) má dřevitou tkáň, najde omezené využití. Mezi dvouděložné patří významné listnaté ("tvrdé") druhy - dub, eukalyptus, javor, jejichž dřevo se hojně využívá při výrobě nábytku a dokončovacích materiálů [12] .

Cenné dřeviny

Hodnota různých druhů dřeva spočívá v jejich pevnosti, odolnosti a originalitě vzoru. Takové dřevo se používá k výrobě krásného nábytku, parket , dveří, různých interiérových předmětů, které jsou považovány za elitu, vzhledem k původně vysokým nákladům a množství úsilí vynaloženého na jeho zpracování. V Rusku jsou nejběžnější tyto druhy: dub , třešeň , buk , hruška , palisandr , mahagon , ořech , javor ( bílá , cukrová , cesmína ).

Klíčové ukazatele výkonnosti

U každého druhu (někdy i u různých částí stromu) mohou být všechny jeho vlastnosti různé, záleží na různých podmínkách, ve kterých ten či onen strom rostl.

Aplikace

Jak tankovat

Dřevo bylo prvním druhem paliva, používali ho nejstarší lidé : na jejich místech se nacházejí ohniště s popelem . V dnešní době se ze dřeva získává palivo s různými vlastnostmi: palivové dřevo, štěpka , dřevěné uhlí , dřevní prach, dřevěné pelety a brikety. Nasekané a lisované dřevo má vyšší hustotu (tím se zvyšuje účinnost ), nemá problémy s vlhkostí a kvetením, na rozdíl od palivového dřeva je racionální přepravovat takové biopalivo , ale je to nebezpečné a ne vždy vhodné, protože se snadněji drolí a vznítí než palivové dřevo.

Palivové dřevo se těží a měří: objemová jednotka palivového dřeva je metr krychlový a jednotka hmotnosti je tuna . Na jednotku objemu palivového dřeva je málo kalorií; proto je iracionální vozit palivové dříví daleko od míst těžby.

Obsah popela

Dřevo je jedním z paliv nejméně kontaminovaných popelem. V sušině je obsah popela Az = 1 %, pouze u naplaveného dříví se v ojedinělých případech mírně zvyšuje na Ac = 2 % vlivem písku v kůře stromů. Pokusy ukázaly, že plovoucí palivové dřevo nehromadí nadměrnou vlhkost a rychle schne, aniž by se změnily vlastnosti paliva.

Vlhkost

Podle vlhkosti se palivové dřevo dělí na suché (≤25 %), polosuché (25-35 %) a surové (>35 %).

Vlastnosti vypalování

Předností dřevěného paliva je snadná hořlavost, nedostatek síry a nízký obsah popela. Výhřevnost vzduchem suchého palivového dřeva je asi 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Málo záleží na druhu dřeva. Vzhledem k tomu, že palivové dříví se nakupuje objemově, může se zdát, že je rozdíl, např. hmotnost 1 m 3 dubového nebo březového palivového dřeva je větší než u smrku nebo osiky. Různé druhy stromů se liší molekulární strukturou, takže teplota, barva a tvar ohně se mohou lišit.

Jako surovina

Dřevo je surovinou pro výrobu více než dvaceti tisíc výrobků a výrobků.

Ve výstavbě

Jakékoli stavební konstrukce mohou být dřevěné, včetně:

Dřevo jako dokončovací materiál:

Ve výrobě nábytku

Nábytek může být:

Skříně

• Police

Tabulky

Židle

Stoličky


Jako okrasný materiál

Pro dřevořezbu se nejčastěji používá lipové dřevo . Lipové dřevo je měkké a snadno se řeže ostrým nástrojem [14] .

Těžba a přeprava dřeva

Zpracování dřeva

Způsoby zpracování dřevních surovin se dělí do tří skupin: mechanické , chemicko-mechanické a chemické .

Mechanické zpracování dřeva spočívá ve změně jeho tvaru pilováním, hoblováním , frézováním , loupáním, vrtáním , soustružením (na soustruhu), vyřezáváním, štípáním a broušením . V důsledku mechanického zpracování se získává různé spotřební a průmyslové zboží, výrobky a suroviny pro související zpracovatelský průmysl. Vláknité polotovary se získávají mechanickým obrušováním dřeva.

Při chemicko-mechanickém zpracování se ze dřeva získává meziprodukt homogenního složení a velikosti - speciálně řezaná tříska , drcená dýha . Mechanicky získaný meziprodukt se potáhne pojivem. Působením teploty a tlaku dochází k polymerační reakci pojiva, v jejímž důsledku je dřevěný meziprodukt pevně slepen. Při chemicko-mechanickém zpracování se získávají překližky , truhlářské, dřevotřískové a cementotřískové desky, dřevobeton a dřevovláknité desky . Chemicko-mechanická metoda se používá při výrobě vláknitých polotovarů v celulózo-papírenském průmyslu .

Chemické zpracování dřeva se provádí tepelným rozkladem, působením rozpouštědel zásad , kyselin, kyselých solí kyseliny siřičité .

Tepelný rozklad neboli pyrolýza dřeva se provádí ohřevem dřeva na vysokou teplotu bez přístupu vzduchu. Při pyrolýze se získávají pevné, kapalné a plynné produkty. Z nich má největší praktický význam dřevěné uhlí .

Pomocí rozpouštědel se ze dřeva, předem nasekaného na třísky , extrahují různé extrakční látky . Extrakce vodou poskytuje třísloviny . Adhezivní vlastnosti gumy extrahované vodou z modřínového dřeva se využívají v polygrafickém, textilním a zápalkovém průmyslu. Při extrakci pařezové pryskyřice benzínem , rozdrcené na třísky, se ze dřeva extrahuje kalafuna . Hojně se používá k výrobě vysoce kvalitního papíru, jako náhrada tuků při výrobě mýdel, k výrobě laků , linolea , pryže , elektrotechnických a jiných výrobků.

Při výrobě lamelového dřeva

  • Pila do desek.
  • Sušení v sušicí komoře, dokud není dosaženo požadovaného obsahu vlhkosti.
  • Kontrola přířezů na vady.
  • Impregnace antiseptickými prostředky (zabraňuje vzniku plísní uvnitř konstrukce a hnilobě dřeva) a retardéry hoření .
  • Lepení hotových obrobků.
  • Lisování výrobků na speciálním zařízení, dokud lepidlo zcela nezaschne.
  • Zpracování výsledného lepeného lamelového dřeva: profilování, ořezávání a prezentace.

Zpracování dřeva v celulózovém a papírenském průmyslu

Vláknité polotovary ve formě buničiny a celulózy jsou široce používány pro výrobu papíru a lepenky . Pro potřeby výroby papíru a lepenky se využívá cca 93 % celulózy. Zbytek se používá jako surovina pro chemické zpracování na umělá viskózová nebo acetátová vlákna , fólie , plasty , bezdýmný prášek , celofán a další produkty.

Zpracování dřeva při výrobě dřevovláknitých desek

Desky jsou široce používány ve stavebnictví, nízkopodlažním standardním bydlení , automobilovém průmyslu a stavbě lodí , nábytku , kontejnerech a krabicích . K výrobě dřevovláknitých desek se používají dřevní suroviny, předem rozdrcené na štěpky . Spotřeba 1 milionu desek vyrobených z odpadu ušetří 54 000 m³ průmyslové kulatiny .

Dřevo obsahuje celulózu a hemicelulózy – přírodní vysokomolekulární polymery – polysacharidy , které lze přidáním vody přeměnit zpět na jednoduché cukry. Tato reakce, nazývaná hydrolýza , umožňuje zpracování dřeva na potraviny a krmiva .

Obchod se dřevem

Od roku 2017 bylo dřevo (hrubé dřevo) 219. nejobchodovanějším produktem na globálním trhu s objemem transakcí odhadovaným na 14,5 miliardy dolarů [15]

Největšími vývozci byli:

  • Nový Zéland (2 miliardy dolarů) – 14 %
  • Spojené státy americké (1,87 miliardy dolarů) – 13 %
  • Rusko (1,48 miliardy dolarů) – 10 %
  • Papua Nová Guinea (0,558 miliardy dolarů) – 3,9 %
  • Kanada (0,550 miliardy dolarů) – 3,8 %

Hlavní dovozci:

  • Čína (8,64 miliardy dolarů) – 60 %
  • Rakousko (0,669 miliardy dolarů) – 4,6 %
  • Německo (0,621 miliardy dolarů) – 4,3 %
  • Jižní Korea (0,506 miliardy dolarů) – 3,5 %
  • Japonsko (0,486 miliardy dolarů) – 3,4 %

Dřevo je klíčovým vývozním artiklem pro země, jako jsou Šalamounovy ostrovy a Středoafrická republika .

V Rusku

V letech 2007-2013 přišlo Rusko kvůli omezením vývozu kulatiny o 30 miliard dolarů, takový závěr učinil časopis Forest Industry . Pokles vývozu surového dřeva je pozorován již pět let od roku 2008, kdy ruská vláda zvýšila clo na jeho vývoz ve snaze stimulovat příliv investic do zpracování dřeva. Jestliže v roce 2007 země vyvezla 75,55 mil. m3 v hodnotě 6,03 mld. USD, pak v roce 2008 došlo k poklesu na 48,6 mil. m3 (4,5 mld. USD), v roce 2009 - 21 652 mil. m3 (1,9 mld. USD), v roce 2010 - 21,21 mil. m3 (85,21 mil. USD) , v roce 2011 - 20,93 milionu m3 (1,998 miliardy $), v roce 2012 - 17,6 milionu m3 (1,53 miliardy $). Od roku 2007 klesly náklady na externí dodávky kulatiny o 46 %. Pokud předpokládáme, že bez zavedení prohibitivní sazby by vývoz surového dřeva zůstal na úrovni roku 2007, pak po dobu šesti let činí ušlý příjem z vývozu 30 miliard USD Rusko rychle ztratilo první místo mezi dodavateli kulatiny Čína, největší trh z hlediska dovozu. Jeho podíl „sežraly“ Kanada a Nový Zéland, které navzdory celosvětové finanční krizi zvýšily dodávky do Nebeské říše [16] .

Viz také

Poznámky

  1. NB fosilie ukazují původ dřeva , CBC.ca  (12. srpna 2011). Archivováno z originálu 13. srpna 2011.
  2. Briffa K., et al. Trendy v nedávných teplotách a radiálním růstu stromů v období 2000 let napříč severozápadní Eurasií  // Philosophical  Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences  : journal. - 2008. - Sv. 363 , č.p. 1501 . - str. 2271-2284 . doi : 10.1098/ rstb.2007.2199 . — PMID 18048299 .
  3. E. P. Terentyeva, N. K. Udovenko, E. A. Pavlova. část 2 // Chemie dřeva, celulózy a syntetických polymerů . - Petrohrad, 2015. - 15-16 p. - S. 15-16.
  4. Sharkov V.I., Kuibina N.I. Chemie hemicelulóz . - Moskva, 1972. - 181-184 s. - S. 181-184.
  5. Vlhkost dřeva, dřevo . Získáno 2. dubna 2014. Archivováno z originálu 7. dubna 2014.
  6. Petrovsky, BC Výzkum generatrix kmenů stromů. // Les. Domácnost - 1964. - č. 9. - S. 10-11.
  7. Teoretické základy sušení dřeva po předběžné termochemické úpravě . Získáno 13. listopadu 2017. Archivováno z originálu 14. října 2019.
  8. Sušení dřeva UKLS-14-5, infračervené sušení dřeva . Získáno 13. listopadu 2017. Archivováno z originálu 4. srpna 2018.
  9. Změna vlhkosti dřeva během sušení . Získáno 13. listopadu 2017. Archivováno z originálu 25. ledna 2021.
  10. Leontiev N. L. Vliv vlhkosti na fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva. Goslesbumizdat 1962, 114 s.
  11. Fyzikální vlastnosti dřeva . První dřevařský průmyslový portál. Datum přístupu: 15. listopadu 2016. Archivováno z originálu 28. listopadu 2016.
  12. Dřevo  // Encyklopedie " Kolem světa ".
  13. Parketová deska . Archivováno z originálu 23. května 2018. Staženo 22. května 2018.
  14. Doris Laudertová. Mythos Baum: Geschichte, Brauchtum, 40 Baumporträts von Ahorn bis Zitrone. - 7. - München: BLV, 2009. - 169 s. — ISBN 978-3-8354-0557-8 .
  15. Světový trh se dřevem podle adresáře https://oec.world . Získáno 14. srpna 2019. Archivováno z originálu dne 14. srpna 2019.
  16. Rusko ztratilo 30 miliard dolarů kvůli omezením exportu kulatiny , Forest Industry  (1. října 2014). Archivováno z originálu 31. října 2014.

Literatura

Odkazy