Лес и научно технический прогресс

Широкое применение недревесных материалов в строительстве, угля, нефти и газа в качестве топлива позволило в 1960-1970 годах стабилизировать заготовки леса в нашей стране на уровне близком 400 миллионам кубометров, однако с 1971 года они вновь начали повышаться. По данным Организации Объединенных Наций, к 2000 году Мировое потребление лесоматериалов увеличится примерно в 2,5 раза и составит 5 миллиардов кубометров ежегодно. Древесина по-прежнему остается важным топливным ресурсом, незаменимым сырьем для многих отраслей народного хозяйства.

Крупным потребителем древесины остается строительство. Несмотря на разностороннее применение кирпича, бетона и других материалов, расход леса на строительство постоянно растет. При возведении кирпичных и железобетонных зданий огромное количество пиломатериалов расходуется на полы и столярные изделия. Высокие акустические и эстетические свойства обусловили широкое использование древесины для внутренней отделки клубов, концертных и лекционных залов, ресторанов, кафе.

Большое количество круглого леса и пиломатериалов расходуется в горно-рудном деле, при строительстве линий связи и электропередач, на железнодорожном транспорте, в карандашной, мебельной, автомобильной промышленности. Дерево широко применяется при отделке пассажирских вагонов, обшивке бортов и настилке полов в товарных вагонах. Деревянные шпалы легки, прочны, упруги, лучше, чем железные или бетонные ослабляют удар, езда по ним более спокойна и бесшумна. В зимнее время они защищают рельсы от перенапряжений и разрывов.

В мебельной промышленности все шире внедряются искусственные материалы, однако использование древесины от этого не только не уменьшилось, а постоянно возрастает. Расширяется производство мебели для благоустройства квартир, оборудования школ, больниц, санаториев, домов отдыха, гостиниц, помещений общественного и культурно-бытового назначения. Растет применение древесины в судостроении, что объясняется увеличением объемов работ и большими размерами судов. Для постройки одного океанского лайнера требуется до четырех тысяч кубометров леса.

Миллионы кубометров лесных материалов расходуются на изготовление тары. Для перевозки двух тонн фруктов необходим один кубометр тарной дощечки или два кубометра круглого леса. Кедровая или буковая клепка всегда была лучшей для бочек, используемых для высших сортов сливочного масла. Для производства сухотарных бочек и ящичной тары применяется деловая и дровяная древесина практически всех пород.

Сотни тысяч кубометров осинового леса расходуются на производство спичек. Древесина осины не имеет смоляных веществ и не дает копоти, хорошо впитывает состав, предупреждающий тление спичек. К сожалению, осина часто повреждается сердцевинной гнилью, и поэтому перед лесной селекцией стоит важная и неотложная задача по выявлению в природе и созданию гнилоустойчивых клонов этой ценной породы.

Расширяется применение фанеры. Она используется в жилищном строительстве, авто- и вагоностроении, при внутренней отделке судов, изготовлении корпусов глиссеров, лодок, в сельскохозяйственном машиностроении, мебельном и столярном производствах. На бумажных, гидролизных и лесохимических предприятиях с успехом заменили трубы из цветных металлов и нержавеющей стали фанерными. Они обладают антикоррозийными свойствами, прочны и долговечны.

По сравнению с пиломатериалами фанера меньше деформируется при изменениях влажности, имеет большие размеры по ширине, отличается значительной пластичностью и повышенными механическими возможностями. Отечественная фанерная промышленность выпускает специальную облицовочную, тепловую, огнестойкую, цветную, декоративную, мебельную и другие виды фанеры. На их производство расходуется древесина преимущественно лиственных пород: березы, бука, ольхи и липы.

Научно-техническая революция чрезвычайно расширила применение древесины в химической промышленности. Использование полученных из древесины синтетических материалов внесло коренные качественные преобразования в ведущие отрасли производства. Лесная химия дала новое сырье для перерабатывающей промышленности, позволила увеличить выпуск и повысить качество товаров народного потребления.

Основой химической переработки древесины является производство целлюлозы, которая идет на выработку бумаги, картона, искусственного шелка, штапеля, кожи, каракуля, глюкозы, различных видов пластиков, пластмасс и многих других изделий. Длительное время для выработки целлюлозы употреблялись только еловые балансы, но в настоящее время разработаны и освоены технологические процессы по выработке высококачественной продукции из осины, бука и других пород. Расширяется использование для этих целей дровяной древесины, отходов лесопиления и деревообработки.

В современной жизни бумага находит самое разнообразное применение. Ее расход постоянно увеличивается и в развитых странах достигает 300-350 килограммов на человека в год. Отечественная бумажная промышленность вырабатывает более 400 видов и сортов бумаги и картона, которые направляются на печатание газет, журналов, книг, изготовление тетрадей, применяются в электротехнике, строительстве, для упаковки промышленных и продовольственных товаров. Бумага успешно конкурирует с продукцией текстильной, деревообрабатывающей и стекольной промышленности.

Из оберточной бумаги и битума разработан способ производства труб для водоснабжения и строительства ирригационных сооружений. Они с успехом заменяют асбестоцементные, металлические и керамические трубы. Из сильнопористой бумаги, обработанной концентрированным раствором хлористого цинка, получают фибру - материал для производства бензиновых баков, чемоданов, защитных касок и самых разнообразных коробок. Из бумаги вырабатывают всевозможные бытовые изделия: салфетки, дорожное белье и платье, полотенца, занавески, плащи, посуду, заменители бинтов и ваты.

Из одного кубометра древесины получают 160 килограммов искусственного шелка, из которого можно изготовить четыре тысячи пар чулок или полторы тысячи метров шелковых тканей. Стоимость искуственного шелка намного ниже натурального. Путем химической переработки из древесины получают многие лекарственные препараты: аспирин, креозот, гваякол и другие.

Настоящий переворот в области лесопотребления вызвало создание пластиков и пластмасс, которые изготовляются самого разнообразного вида и назначения из древесины практически всех пород деревьев. Они чрезвычайно кислотоустойчивы, противостоят высоким температурам, не подвергаются коррозии. Пластмассы крепче древесины и с успехом используются для изготовления различных втулок и шестерен передаточных механизмов, вытесняя алюминий, вольфрам и медь. Общее количество изделий из пластмасс давно превысило 30 тысяч наименований. Ассортимент их постоянно расширяется.

Совершенно новые уникальные качества приобретает древесина после обработки аммиаком и последующего прессования. При этом мягколиственные породы становятся твердыми, как металл. Из маломерного и низкотоварного сырья и древесных отходов получают вкладыши для подшипников и паркетные заготовки, которые по прочности в несколько раз превосходят дубовый паркет. Разработаны методы протравливания древесины металлами. Прессованная металлизированная древесина позволяет заменить многие цветные металлы и по-новому решить ряд технических вопросов.

При заготовке 400 миллионов кубометров древесины на лесосеках остается около 210 миллионов кубометров отходов. До недавнего прошлого низкосортную древесину, вершины, сучья и откомлевки сжигали в кострах, на что затрачивали более 25 миллионов человеко-дней. Денежные расходы составляли около 40 рублей на гектар. В настоящее время на многих предприятиях отходы лесозаготовок превращаются в технологическую щепу, тарные комплекты, упаковочную стружку, древесную и хвойно-витаминную муку, товары народного потребления и сувениры.

Отходы шпона на фанерных заводах используются для изготовления мебели, паркетных щитов и другой продукции. Созданы рамные пилы для получения опилок крупной фракции, которые идут на производство целлюлозы. Разрабатываются методы безопилочного пиления на вибрационно-режущих установках.

Благодаря синтезу механической и химической переработки древесины развернуто производство древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит для производства мебели, дверей, облицовки стен, тепловой изоляции в стандартном домостроении. Использование плит весьма разнообразно, на многих производствах они заменяют пиломатериалы, фанеру и древесину. Это особенно важно потому, что на изготовление плит широко используются отходы лесозаготовок и деревообработки.

Для производства одного кубометра древесно-стружечных плит требуется полтора кубометра отходов. Одна тонна древесно-волокнистых плит вырабатывается из двух- трех кубометров, тонна картона - из трех с половиной кубометров отходов. Один кубометр древесно-стружечных плит заменяет два-три кубометра пиломатериалов или три-четыре кубометра круглого леса. Одна тонна древесно-волокнистых плит заменяет три-четыре кубометра пиломатериалов, тонна картона - девять-десять кубометров. Использование одной трети древесных отходов на производство древесно-волокнистых плит и картона равносильно увеличению мощности лесозаготовительных предприятий на 80 миллионов кубометров.

Из смеси древесной стружки и портландцемента изготовляется строительный теплоизоляционный материал фибролит. Он применяется вместо кирпича и шлакоблоков в качестве утеплителя и звукоизолятора. Для настилки полов в промышленных, общественных и жилых зданиях используется ксилолит или дерево-камень. Ксилолитовые полы обладают большой прочностью, мало тепло- и звукопроводны, дешевле деревянных.

При гидролизе одной тонны опилок, стружек или древесной щепы вырабатывают до 200 литров этилового спирта, 44 килограмма кормовых дрожжей, 60 килограммов уксусной кислоты, 5 килограммов фурфурола и 3 килограмма метилового спирта. Древесный спирт является основным сырьем для получения синтетического каучука. Кормовые, или, как их называют, белковые, дрожжи содержат до 50 процентов углеводов, а также необходимые животным витамины и являются ценной добавкой для сдабривания грубых кормов. Они имеют в своем составе разнообразные ферменты и гормоны, которые значительно улучшают обмен веществ.

Фурфурол широко применяется в сельском хозяйстве, медицине, для производства красителей и синтетического каучука. Из фурфурола получают пластмассы, синтетические волокна типа найлон, вырабатывают карбофос - яд для борьбы с вредителями сельского хозяйства и лекарственные препараты. В дорожном строительстве фурфурол используют для скрепления грунтов, в парфюмерии - для получения стойких духов и ароматических веществ, в пищевой промышленности для очистки жиров, а также при консервировании продуктов.

Уксусная кислота является пищевым продуктом, широко используется также в фармацевтической и автомобильной промышленности, как вспомогательный материал - в производстве автомобильных лаков.

Из древесины вырабатывают формалин - средство для протравливания семян, древесный сахар и пищевые дрожжи. Гектар леса может дать столько кормового сахара, сколько углеводов для корма животных обеспечивает такая же площадь сельскохозяйственных посевов. Очищенный древесный сахар предписывается больным диабетом, для которых свекольный или тростниковый сахар противопоказан. Пищевые дрожжи получают из древесных опилок при помощи специальных грибков. По вкусу они напоминают паштет из лучших сортов печени и чрезвычайно легко усваиваются человеческим организмом. Добавляя к целлюлозе воду, получают глюкозу, которая медиками применяется для внутривенного вливания, восстановления и поддержания сил больных.

В процессе сухой перегонки одного кубометра сосновой древесины можно получить 120 килограммов древесного угля, 63 - смолы, 11-уксусной кислоты, более двух - метилового спирта, 0,5 килограмма ацетона и 30 кубометров горючих газов. При переработке кубометра сосновых пней (осмола) в специальных котлах или ретортах вырабатывают 20 килограммов скипидара, 60 - смолы, 70 - древесного угля.

Древесные смолы употребляют для консервирования древесины, в производстве вара и кровельного толя, для просмолки канатов, сетей и снастей в рыбной, пеньково-джутовой промышленности, в судостроении и строительстве. Скипидар применяется как лекарство и материал для получения синтетической камфары, используется в резиновой, мыловаренной и бумажной промышленности. Полученный из древесины ацетон хорошо растворяет жиры и смолы. Он применяется при изготовлении ацетатного шелка, лаков, фармацевтических материалов.

Древесный уголь в горно-рудном деле используется с далекой древности. На выплавку одной тонны чугуна расходовали до шести кубометров дров. По мере истощения лесов древесный уголь из металлургии был постепенно вытеснен каменным углем. Креозотовое масло (продукт сухой перегонки древесины) служит сырьем для выработки фенолов, из которых получают синтетические дубители и гербициды.

Благодаря высоким адсорбционным качествам активированный уголь широко используется для поглощения вредных-газов, очистки водных растворов от красящих веществ и в других химических производствах. Древесный уголь может с успехом использоваться как топливо для двигателей внутреннего сгорания, снабженных газогенераторными установками. Два или два с половиной килограмма угля заменяют один литр бензина. Уголь применяется в современной медицине как противоядие против отравления солями металлов, для производства сероуглерода, бытового потребления и в табачной промышленности.

Путем сухой перегонки из бересты "курят" деготь. Эта густая, маслянистая, вязкая, но не клейкая жидкость черного цвета с голубовато-зеленым или зеленовато-синим отливом и сильным специфическим запахом ранее широко использовалась для удовлетворения различных бытовых потребностей, в том числе и как средство против гнуса. Теперь деготь является весьма дефицитным продуктом и находит применение в фармацевтической промышленности и медицине.

В современном производстве широкое .применение находит кора, ветки, корни, хвоя и листья. Из коры извлекают дубильные вещества, так необходимые кожевенной промышленности, получают теплоизоляционные плиты и стойкую коричневую краску. Компостированная кора с применением добавок используется в качестве высокоэффективного субстрата при выращивании овощей.

Кора бересклета бородавчатого, широко распространенного кустарника, содержит до 15 процентов гутты - сырья для изготовления резиновых изделий. Бересклетовая гутта по качеству превосходит каучук. Она менее водо- и газопроницаема, мало разрушается кислотами и щелочами, обладает большой пластичностью и является лучшим изолятором. Из нее изготовляют изоляцию для проводов и подводных кабелей, в медицине применяют для зубных пломб и производства компрессной бумаги, хирургических инструментов, химической аппаратуры, кислотных насосов и кислотоустойчивых сосудов. Из гуттаперчи изготовляют искусственную кожу и клей для обуви.

Из веток извлекают смолу и вырабатывают бруски для домостроения и производства мебели. Ветки лиственных пород после очистки от листьев и обработки серной кислотой средней концентрации дают до семи процентов фурфурола и уксусной кислоты. Пни лиственных деревьев можно перерабатывать на целлюлозу или получать из них фурфурол.

Хвою, листья и мелкие побеги хвойных и лиственных пород принято называть древесной зеленью. Это единственный натуральный продукт, который можно использовать на корм животным в течение всего года и получать из него биологически активные вещества, стимулирующие нормальную жизнедеятельность человека и животных. Хвоя и листья богаты каротином, хлорофиллом, витаминами; в них содержатся фитонциды, смолы, эфирные масла, протеин, полисахариды, жиры, макро- и микроэлементы. Эти ценные вещества можно и необходимо получать и использовать в народном хозяйстве.

Из древесной зелени вырабатывают концентраты витаминов, хвойно-витаминную муку, хлорофилл, каротиновую пасту, пихтовое и эфирные масла. Из хвои сосны получают пищекормовые продукты и ценные лекарственные препараты. По общей питательности хвоя часто приравнивается к яровой соломе, а по количеству протеина она не уступает клеверному сену. Хвойно-витаминная мука содержит много витаминов и микроэлементов. При добавлении в корм она увеличивает привесы животных, повышает вкусовые и питательные качества молока и мяса.

В лесу растет много кормовых, плодово-ягодных, медоносных, лекарственных и технических растений. Многие дикорастущие находят самое разнообразное применение, являются ценным материалом для изготовления плетеных изделий, получения красок и дубильных экстрактов.

Из рогоза, тростника и многих видов осок можно получать веревку, пряжу, мешковину и грубые ткани. Кроме того, указанные растения являются прекрасным сырьем для производства целлюлозы и бумаги. Промышленные отходы рогоза используются как набивочный материал и растительный войлок, обладающий хорошими теплоизоляционными свойствами. "Пух" рогоза состоит почти из чистой целлюлозы и применяется для набивки подушек, спасательных поясов и жилетов. Стебли тростника в безлесных районах употребляются на топливо и производство кашимита - легкого и прочного строительного материала.

Споры плауна булавовидного, обычного спутника наших темнохвойных лесов, дают невысыхающие масла. Они в больших количествах используются в металлургии для обсыпки форм при литье, в пиротехнике и в качестве детских присыпок. Заготовку спор проводят в августе сентябре. При этом растения вырывают вместе с корнями, раскладывают на решетах, просушивают, затем стряхивают споры на лист бумаги, просеивают через сито и хранят в жестяных банках.

Широко распространены растения, содержащие дубильные вещества. Рекордсмен по содержанию таннидов бадан толстолистный (или чигирский чай) часто встречается в высокогорных лесах Алтая, Горной Шории и Кузнецкого Алатау, растет по крутым каменистым склонам, создавая густые заросли. Он содержит до 25 процентов дубильных веществ, арбутин, гидрохинон, сахара, каротин, фитонциды Особенно много дубильных веществ и свободного гидрохинона в старых листьях. Препараты бадана применяются в народной медицине как средство против желудочных расстройств. Значительное содержание дубителей в корневищах кровохлебки, ревеня и других растений.

Длительное время дубильные экстракты для кожевенной промышленности закупались в других странах. В наши дни на отечественных заводах организовано производство высококачественных таннидов из коры ели, лиственницы, пихты и нескольких видов ив. Дубильное сырье заготовляют лесопромышленные, деревообрабатывающие и лесохозяйственные предприятия в процессе лесозаготовок, обработки древесины, а также в естественных зарослях ивняков или на специально созданных плантациях.

Большая группа растений содержит красящие вещества. Нередко в различных частях растений имеются разные красители. Так, кора крушины дает коричневую краску, а ее ягоды - зеленую. Крапива в листьях содержит зеленый краситель, а в корнях - желтый. Красные краски имеют подмаренник и зверобой.

Для повышения устойчивости растительных красок, материалы, на которые они наносятся, предварительно обрабатывают, или, как принято называть на производстве, протравливают солями алюминия, железа, хрома и других металлов. При этом одно растение по разным протравам может давать различную окраску. Например, краски, полученные из корней подмаренника, окрашивают шерстяные и шелковые ткани по алюминиевой протраве в ярко-розовый цвет, по хрому - в фиолетовый, а по олову - в оранжевый. Подкисленный горячий настой желтых цветков зверобоя окрашивает ткани в оранжево-красный или киноварно-красный тона. Корневища растений, содержащих дубильные вещества, по протраве железом дают густые черные окраски, а по хрому - цвет хаки.

Хорошим красителем являются листья березы. Без протравы они создают приятную желтую окраску, после обработки тканей солями хрома - золотисто-желтую, а с железом - коричнево-черную. Листья собирают в начале лета, сушат, а затем экстрагируют горячей водой. Желтую краску можно получить из листьев конского щавеля и серпухи обыкновенной, синюю - из василька и спорыша, зеленую - из крапивы, плауна, манжетки, ягод крушины и листьев бадана.

Из тонких веток и корней древесных и кустарниковых растений человек еще в глубокой древности изготовлял плетеные изделия. Из прутьев строились жилища, плелась посуда и орудия лова. Особенно популярны были верши, морды и нереди - ловушки для промысла рыбы, имеющие форму бутылки, квадратного или круглого сечения с воронкообразным входом. Для лова осетра на Оби применялась "гимга", основание которой состояло из прямоугольной рамы, к которой прикреплялись ивовые прутья, обмотанные тонкой лентой из кедрового корня, называемого соргой.

В наши дни плетеные изделия по-прежнему широко применяются для упаковки и перевозки грузов: различные корзины, кошелки, туеса, короба и кошевы. Основным материалом для плетения остаются многочисленные виды ив: белая, козья, корзиночная, белотал, чернотал и другие.

Длительное время лесные побочные пользования вовлекались в эксплуатацию далеко не полно, удовлетворяя в основном местные потребности населения. Это объяснялось их недостаточной изученностью и известной трудностью освоения. При учете лесного фонда и составлении проектов организации лесного хозяйства вопросам побочных ресурсов леса уделялось мало внимания, а выявление их производилось весьма поверхностно.

Современное развитие народного хозяйства требует более широкого вовлечения в сферу хозяйственной деятельности растительных ресурсов, рационального их использования и расширенного воспроизводства. С каждым годом увеличивается число лесных предприятий; занимающихся пчеловодством, рыбоводством, заготовкой березового сока, сбором грибов, лекарственных растений, дикорастущих плодов и ягод. Растут объемы биотехнических мероприятий, направленных на сохранение и расширение охотничьей фауны. Ведутся исследования и практические работы по окультуриванию и искусственному созданию лесных ягодников и орехоплодных насаждений. Строятся цехи по переработке даров русского леса.

Основная задача всех лесных пользований - удовлетворение потребностей общества в древесине, других продуктах леса и обеспечение сохранности леса как крупного биологического образования. Полное и качественное использование лесных ресурсов имеет большое народнохозяйственное значение, способствует техническому прогрессу и повышению благосостояния народа.