Переработка осины: Гран — семинар на базе завода по переработке березы и осины в древесные гранулы

Применение в строительстве пиломатериалов из осины — Все из дерева, Екатеринбург

Пиломатериалы из осины широко используются в строительстве, благодаря своим неординарным эксплуатационным характеристикам.

Осина — дерево своеобразное, и далеко не все задачи можно решить с его помощью. Нужно хорошо знать преимущества и недостатки, чтобы использовать в тех конструкциях, где оно сможет проявить свои лучшие качества.

Особенности древесины

Свойства пиломатериалов определяются особенностями произрастания дерева. Оно быстро растёт, почти по экспоненте увеличивая массу, при этом выбирает хорошо увлажнённую и даже переувлажнённую почву. Условия произрастания делают дерево уязвимым к действию болезнетворных микроорганизмов и гнили.

Древесина легко переносит длительное воздействие влаги, поэтому уже несколько веков назад использовалась как дранка для кровельных покрытий домов или общественных построек. Покрытия не теряли свою прочность в течение сотни и более лет.

Таким сроком службы не могут похвастаться многие современные материалы, даже относящиеся к числу инновационных.

Для сравнения: гарантийный срок использования мягкой битумной черепицы и жесткой металлочерепицы не превышает двух десятков лет. Раньше даже нижние венцы срубов хозяйственных построек делали из осины, а ведь условия эксплуатации таких рядов — самые сложные. Из этой породы строили погреба и колодцы, вырезали черенки огородного инвентаря, рукоятки молотков и топорища. Всё это свидетельство прочности.

1. Невысокая теплопроводность материала. У осиновой древесины большие межклеточные пространства, что значительно снижает коэффициент теплопроводности.
2. Технологичность. Пиломатериалы обрабатываются легко, что делает работу с ними простой и комфортной. Невысокое количество смолы в структуре — залог того, что она не начнёт налипать на режущий инструмент, и не потребует частого очищения.
3. Механическая прочность особенно характерна для оптимально высушенных пиломатериалов. Дерево хорошо гнётся, сохраняет прочность даже при постоянном приложении нагрузки.
4. Она устойчива к истиранию и износу, легко обрабатывается на токарном станке.
5. Однородная структура позволяет распиливать заготовки под нужными углами и в любом направлении. Количество сучков минимально.

Однако у пиломатериалов имеются и недостатки.

Древесина в процессе сушки склонна к короблению из-за высокой первоначальной влажности. Усушка нередко составляет 20%, не исключено растрескивание. Чтобы избежать неприятных последствий, при сушке необходимо точно соблюдать технологический регламент. Осину подвергают только камерной сушке. Годичные кольца почти не просматриваются, поэтому древесный рисунок смотрится не слишком презентабельно: для декоративных целей эта древесина не применяется.

Сердцевина у деревьев, растущих на слишком влажных почвах, часто оказывается гнилой, что снижает выход «деловых» пиломатериалов и повышает цены. В последнее время деревообрабатывающие предприятия чаще стали использовать эту породу в производстве, так что у породы дерева большие перспективы.

Производством пиломатериалов из этой породы деревьев занимается не так много производителей. Ключевой аргумент — небольшой выход. Перерабатывать хвойные породы более рентабельно и просто, так как работы требуют меньше, а прибыль получается существенной. Малое количество материала на рынке объясняется ещё и сложностью заготовки. Переувлажнённый грунт требует использования специальной техники, а заготовка возможна только в сезон.

Применение в строительстве и других хозяйственных сферах

Это идеальное решение для бань и саун. На сруб используется брус, а на внутреннюю отделку — доска. Встретить такую баню можно не слишком часто, и это огорчает, так как постройка из осины — долговечная, лучше других пород сохраняет тепло, не впитывает посторонних запахов, и выглядит аккуратно и нарядно. Бани и сауны — постройки с переменной влажностью, а осиновые пиломатериалы демонстрируют лучшие показатели по устойчивости к влаге, особенно если воздействие постоянно, или ежедневно.

Аксессуары и банные принадлежности тоже целесообразно делать из этой породы дерева. Истинным ценителям наверняка потребуется бочка для воды, скамейки, полки в парилку, столы и табуреты. Даже мелкие принадлежности для традиционной бани можно делать из осины: ушаты для запаривания веников, ковшики, стильные вешалки. Из неё же легко и комфортно изготавливать внутреннюю обивку пола и стен.

Если в проекте предусмотрены межкомнатные перегородки из дерева, осиновые пиломатериалы будут желательным выбором. После установки их можно обить вагонкой, или нанести слой штукатурки.

Полы на террасах, верандах, в открытых беседках, мебель, предназначенную для использования на открытом воздухе тоже можно сделать из осины. Пешеходные дорожки и тротуары в виде настила из досок — ещё один модный тренд. Такая брусчатка, изготовленная из дерева, будет иметь приемлемую стоимость, а срок службы у неё будет долгим, 15 лет и больше

Осиновые наличники, галтели, плинтуса и другие погонажные изделия отличаются эстетичностью, технологичность делает использование комфортным.

До сих пор из белой плотной древесины делают посуду: ковши, чаши, мешалки, контейнеры для хранения сыпучих продуктов. В бадейках для хранения супов и щей из осины пища долго не прокисала и в течение всего срока хранения имела свежий вкус. Соления в таких бадейках не покрываются плесенью, так как древесина обладает бактерицидными свойствами. Даже в самых современных рецептах на дно бочки для закваски капусты рекомендуется класть осиновый брусок.

В шахтах закрытого типа по добычи полезных ископаемых осиновый брус применяется в качестве опорных стоек.

Из тонких реек производят упаковочные ящики и другие варианты тары для хранения и транспортировки продукции. Еще не так давно, до начала использования компьютеров, из светлой древесины изготавливали кульманы для черчения.

Обрешётка из осины в стропилах для крыши по прочности и износостойкости и не уступает обрешётке из сосны. Если распилить доски на небольшие рейки, экономится количество материалов. Прочность древесины такова, что использование в стропильных системах допускается современными техническими нормативами.

Хозяйственное значение и использование древесины осины

Древесина осины белого цвета с зеленоватым оттенком, мягкая, легкая, сренеусыхающая, равномерного строения, хорошо колется и режется, в сухом состоянии крепкая, твердая и прочная.

На открытом воздухе высыхает очень быстро. При камерной сушке в закрытых сушильных установках следует соблюдать равномерную температуру во избежание окрашивания и трещин в местах сучьев. Обработке лучше поддается сухая древесина, причем из-за волокнистости требуются очень острые инструменты. Древесина обладает высокой способностью удерживать металлические крепления, хорошо поддается склеиванию, ее легко морить, но она плохо поддается полировке, очень высока износостойкость, так как поверхностные слои при истирании легко пушатся. Древесина хорошо пропитывается различными веществами, вследствие чего пропускаемость разных жидкостей ничтожна.

Если раньше осину в Латвии считали сорной породой, то начиная с 80-х годов прошлого столетия, особенно в связи с созданием спичечной промышленности, она приобретает все возрастающее значение. В настоящее время возможности использования осины продолжают расширяться. Незаменима древесина осины в спичечной промышленности и, по-видимому, на долгое время. Преимущество древесины осины как сырья для спичечной промышленности в том, что она обладает равномерной пористостью, легко режется, дает упругую, неломающуюся соломку, легко пропитывается и без копоти горит длинным ровным пламенем, легко режется на тонкую фанеру, из которой выделывают спичечные коробки. Из 1 м

3 осиновой древесины можно изготовить свыше 1 млн. спичечных соломок. Спичечные фабрики страны выпускают больше 10 млрд, коробков спичек в год.

Древесина осины служит сырьем и для целлюлозно-бумажной промышленности, так как содержит много целлюлозы — по разным литературным источникам, в среднем 42—58%. По последним данным, в Латвии содержание целлюлозы в древесине осины составляет в среднем 50,6%. Древесина вполне пригодна для производства целлюлозы всеми известными в технике способами (сульфатным, сульфитным и др.

).

В нашей стране древесина осины в целлюлозно-бумажной промышленности используется сравнительно мало, в то время как за границей, например, в штате Висконсина, где сконцентрирована почти треть всей бумажной промышленности США, уже в 1951 г. 54% всего заготовленного баланса составила осина. Зарубежная практика доказала, что возражения производителей бумаги против древесины осины из-за ее более короткого волокна по сравнению с волокном ели не обоснованы. У осиновой древесины по сравнению с еловой целый ряд преимуществ: мягкость, отсутствие красящих веществ и смолы, проницаемость для кислот и щелочей. На сегодня не должно быть ни технологических, ни экономических препятствий для широкого применения осиновой древесины в целлюлозно-бумажной промышленности, так как в связи с возрастающим спросом на сырье недостаточно одной только еловой древесины. Как следует из докладов состоявшегося в 1974 г. в Киеве советско-итальянского симпозиума, из лиственных осина — наиболее ценная порода для производства высококачественной целлюлозы.

Раньше для получения целлюлозы с высокой степенью белизны древесина лиственных пород должна была подвергаться щелочной или кислотной сульфатной варке, в результате чего терялись прочностные свойства полученной продукции. Поэтому целлюлоза из лиственной древесины применялась только в качестве целлюлозы-наполнителя. Новые достижения в области технологии сульфатной варки и отбелки с применением двуокиси хлора позволяют получать высококачественную целлюлозу из лиственной древесины без снижения прочности. Для переработки лиственной древесины в технологическом смысле нет преград.

Проведенные в Белоруссии исследования дают экономическое обоснование выращиванию той или иной породы для нужд целлюлозно-бумажной промышленности: себестоимость выращивания 1 м³ древесины ели в 5,2 раза, дуба — в 10,2, а тополя в 2,2—4,1 раза больше этого показателя у осины. Опыты в Канаде, где доля древесины пород рода Populus в целлюлозном производстве достигает 7%, указывают на то, что из осиновых балансов и щепы и при низких оборотах рубки можно получить крафт-целлюлозу хорошего качества.

Осиновая древесина с успехом используется для выработки искусственного шелка, взрывчатых веществ, целлулоида, фурфурола кормового белка, эфира, глицерина и спирта; из нее изготовляют кровельную дранку и гонт, мебельные щиты, бочки, кадки, ящики, деревянные лопаты для очистки снега, протезы, детские игрушки, оконные рамы, деревянную посуду, различные изделия домашнего обихода и мебель (столики, табуретки, ящики и т. д.). Мелкая стружка из осины — прекрасный материал для упаковки труднотранснортируемых продуктов (яиц, плодов и т. п.). Стружку осины издавна используют для изготовления искусственных цветов и разных плетеных изделий (корзин, кузовов, коробок, шляп). В г. Данилов Ярославской области находится единственное в стране предприятие, где из стружек осины изготовляют летние шляпы — около 600 тыс. шт. в год.

Древесина осины используется также для изготовления конных повозок, деталей колес, прессованной древесины, торцовой мостовой и частично фанерных изделий. В процессе сухой перегонки из древесины получают уголь, смолу (деготь), уксусную кислоту, спирт и др. , из коры — уголь, кислоты и деготь. Кора используется для дубления кожи, из нее получают также такое лекарственное сырье, как салицил, популин и др., а также желтый краситель и золу для отбелки холста. Корой, почками и листьями питаются олени, дикие козы, лоси и зайцы. Корм из осиновых ветвей и листьев охотно поедают и домашние животные.

Осиновые дрова высоко ценятся в кирпичном, черепичном и горшечном производствах, так как дают длинное и, главное, некоптящее пламя. Они могут быть использованы также для прочистки дымовых труб от сажи и копоти. Достаточно несколько раз протопить печь сухими осиновыми дровами, чтобы очистились даже сильно загрязненные сажей дымоходы и трубы.

Наука и практика доказали пригодность осины и в строительстве. Убедительные примеры прочности и долговечности жилых и хозяйственных построек из осины приведены в работах Б. А. Куницкого, Н. С. Нестерова, А. С. Яблокова, Г. В. Клара, И. И. Гущина, Ю. Кочака, А. Лангхаммера и многих других. Так, например, Ю. Кочак отмечает, что в станицах Краснодарского края имеются столетние строения из осины, вполне пригодные для использования. Не случайно в Кижах постройки волшебной красоты народные зодчие сооружали из этой породы. В Рижском заливе Балтийского моря в 1952 г. найден затонувший во время первой мировой войны корабль с грузом осиновых стройматериалов; древесина прекрасно сохранилась.

На Западе все расширяется выращивание тополей (в том числе и осины), так как древесина рода Populus находит всестороннее применение, начиная с производства целлюлозы и кончая изготовлением музыкальных инструментов и самолетостроением. Уже в 60-х годах во Франции 45% древесины тополя использовалось в мебельном производстве, а в Италии — 20% как пиловочник. В последние десятилетия осину широко применяют также в производстве волокнистых и стружечных плит и выявлены возможности использования ее в производстве пластифицированной древесины, из которой изготовляют даже детали разных машин. В Канаде разработан способ химического преобразования осиновой древесины в тяжелую жидкость черного цвета, могущую использоваться в качестве заменителя нефтяного топлива; полученная жидкость составляет приблизительно 40% первоначальной массы древесины и имеет теплотворность 8000 ккал/кг.

Осина введена в следующие действующие стандарты (ГОСТы), и к ней предъявляются указанные ниже требования.

Лесоматериалы круглые лиственных пород (ГОСТ 9462—71). Этот стандарт устанавливает следующие группы лесоматериалов по толщине: мелкие — 8—13 см, средние — 14—24, крупные — 26 см и более. В зависимости от качества древесины и дефектов обработки материалы заготовляют 1-, 2-, 3- и 4-го сортов, причем мелкие лесоматериалы заготовляют только 2-го и 3-го сортов.

По этому стандарту осина допускается к использованию для:

— выработки пиломатериалов для машиностроения, строительства, мебели и других назначений сортов 1, II, III и IV, толщиной 14 см и более и длиной не менее 3 м;

— заливной бочковой тары сортов II и III, толщиной 14 см и более и длиной не менее 0,60 м;

— сухотарных бочек и яичной тары сортов III и IV, длиной не менее 0,60 м и толщиной 12 см и более;

— деталей колес конных повозок сортов I и II, толщиной 20 см и более и длиной не менее 0,60 м;

— выработки лущеного шпона общего назначения сортов I, II и III, длиной 1,30 м, 1,60 и кратных и толщиной 16 см и более;

— производства спичек сортов I, II и III, толщиной 16 см и более и длиной не менее 2 м;

— целлюлозы на химическую переработку сорта I, толщиной 14—18 см и длиной 1,20; 1,50 и кратных и сорта II толщиной 12—24 см и длиной 1,20; 1,50 и кратных;

— сульфатной, сульфитной целлюлозы, бисульфитной, нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы и химической древесной массы сортов II и III, толщиной 8—24 см, длиной 0,75; 1,00; 1,10; 1,20; 1,25 и кратных и сорта IV, толщиной 14—24 см, длиной 0,75, 1,00; 1,10; 1,20; 1,25 и кратных;

— древесной массы сорта I, толщиной 14—18 см, длиной 1,20; 1,50 и кратных и сорта II, толщиной 8—24 см, длиной 1,20; 1,50 и кратных.

— использования в круглом виде для подтоварника сортов II и III, толщиной 8—11 см и длиной не менее 3 м; в качестве строительных бревен сортов II и III, толщиной 12—24 см и длиной 4,0—6,5 м.

В балансах, перерабатываемых сульфатным способом, для механической переработки и древесной массы ядровая и заболонная гнили не допускаются. Балансы всех сортов допускается поставлять колотыми и окоренными, они должны иметь толщину не менее 3 см и по внешней окружности 5 см. Лесоматериалы, предназначаемые для распиловки, строгания и лущения, поставляются неокоренными; допускается обдир коры.

Ядровая гниль в мелких лесоматериалах не допускается, в средних — допускается, но не более 1/10 (в сортах I и II), 1/4 (III сорт) или 1/3 (IV сорт) диаметра соответствующего торца; в лесоматериалах толщиной 26—38 см допускается, по не более 1/4 (I и II сорта) или 1/3 (Ш и IV сорта) диаметра соответствующего торца. В лесоматериалах толщиной более 38 см допускается, но не более 1/3 (I и II сорта) или 1/2 (III и IV сорта) диаметра соответствующего торца.

Пиломатериалы лиственных пород (ГОСТ 2695—83) изготовляются из древесины разных твердых и мягких лиственных пород, в том числе и осины, для применения в промышленности, строительстве и для изготовления тары. Пиломатериалы из осины должны изготовляться длиной 0,5—6,5 м, шириной 0,5—20,0 см, толщиной 1,9—10,0 см.

В зависимости от качества древесины устанавливается три сорта пиломатериалов. Ядровая и заболонная гнили в I сорт и в обрезных пиломатериалах также и во II сорт не допускаются; допускаются только в необрезных пиломатериалах в виде отдельных пятен и полос не более 5% (II сорт) или 10% (П1 сорт) и в обрезных пиломатериалах 5% (III сорт) площади пиломатериала.

Заготовки лиственных пород (ГОСТ 7897—83). Заготовки — это пиломатериалы, которые выработаны с соответствующими припусками на усушку и обработку. По этому стандарту заготовляются материалы также из осины для производства деталей, применяемых в строительстве, вагоностроении, сельскохозяйственном машиностроении, авто-, обозостроении и в производстве мебели. По качеству древесины заготовки разделяются на 3 сорта.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Интегрированная каталитическая переработка древесины осины в жидкие и твердые биотоплива Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Journal of Siberian Federal University. Chemistry 3 (2013 6) 286-298

УДК 630*863

Интегрированная каталитическая переработка древесины осины в жидкие и твердые биотоплива

Б.Н. Кузнецоваб, Н.В. Чесноковаб*, Н.В. Гарынцеваа, О.В. Яценковаа

аИнститут химии и химической технологии СО РАН, Россия 660036, Красноярск, Академгородок 50,стр. 24 бСибирский федеральный университет, Россия 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

Received 07. 08.2013, received in revised form 30.08.2013, accepted 02.09.2013

Приведены результаты исследования интегрированного процесса переработки древесины осины, включающего каталитические стадии фракционирования биомассы на целлюлозу и низкомолекулярный лигнин (НМЛ), гидролиза целлюлозы в глюкозу для ферментации в биоэтанол, конверсию НМЛ в среде этанола в жидкие углеводороды и его использование в качестве связующего для получения твердого биотоплива. Рассмотрены примеры использования катализаторов в процессах окислительного фракционирования древесины, гидролиза целлюлозы и термической конверсии лигнина в жидкие углеводороды. Применение низкомолекулярного лигнина в качестве связующего позволяет повысить качество твердого биотоплива.

Ключевые слова: древесина осины, фракционирование, целлюлоза, лигнин, гидролиз, термоконверсия, катализаторы, интегрированный процесс, биотоплива, жидкие, твердые.

Введение

В настоящее время в развитых странах мира разрабатываются эффективные технологии получения жидких топлив (преимущественно биоэтанола) из непищевой лигноцеллюлозной биомассы: древесных, сельскохозяйственных и бытовых отходов [1, 2].

Лигноцеллюлозная биомасса состоит из следующих основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина [3]. Целлюлоза является линейным полимером, построенным из звеньев О-глюкозы, и значительная ее часть имеет упорядоченную (кристаллическую) структуру.

© Siberian Federal University. All rights reserved

* Corresponding author E-mail address: [email protected]

Гемицеллюлозы представляют собой разветвленные полимеры с более короткой, чем целлюлоза, цепью и состоят из С5 (ксилоза, арабиноза и др. ) и С6 (глюкоза, манноза и др.) звеньев. Лигнин — это нерегулярный полимер ароматической природы, построенный из фенилпропановых единиц с различной степенью метоксилирования ароматического кольца. Указанные типы растительных полимеров сложным образом структурированы в растительных клетках и довольно устойчивы к воздействию химических реагентов и ферментов. В этой связи в традиционных процессах получения целлюлозы и биоспиртов применяются химически агрессивные и экологически опасные реагенты, повышенные температуры и давления, что увеличивает себестоимость и снижает конкурентоспособность биотоплив.

Для активации лигноцеллюлозной биомассы с целью интенсификации процессов ее химической и ферментативной переработки применяются разнообразные методы: мехактива-ция, взрывной автогидролиз, СВЧ и гидроакустические, криогенные, химическая обработка и др. [4].

Актуальные направления исследований в создании нового поколения процессов получения химических продуктов и биотоплив из лигноцеллюлозной биомассы связаны с использованием эффективных и доступных катализаторов, ускоряющих химические превращения полисахаридов и лигнина [5-7]. Традиционными катализаторами кислотных превращений биомассы являются коррозионно-активные и экологически опасные минеральные кислоты. Проблемы их использования также связаны с протеканием побочных реакций и трудностями выделения целевых продуктов и катализатора из реакционной среды. Использование твердых кислотных катализаторов вместо растворов кислот позволяет решить задачу отделения продуктов и катализатора, а также обеспечить экологическую безопасность процесса.

В последние годы интенсифицируются исследования по подбору твердых кислотных и бифункциональных катализаторов, способных осуществлять гидролиз целлюлозы в глюкозу и конверсию лигнина в высокооктановые компоненты моторных топлив [6-8].

Выполняются исследования отдельных стадий интегрированных процессов получения жидких биотоплив, в частности, основанного на предварительной каталитической сепарации лигноцеллюлозного сырья на целлюлозу и низкомолекулярный лигнин (НМЛ) и их последующей переработке с получением двух видов жидких биотоплив — углеводородных смесей и биоспиртов.

Дальнейшее совершенствование интегрированного процесса переработки лигноцеллю-лозного сырья в биоэтанол и высокооктановые компоненты моторных топлив требует подбора более эффективных, чем существующие, катализаторов окислительного фракционирования биомассы, кислотной деполимеризации целлюлозы и терморастворения лигнина в спиртах.

В настоящей статье рассмотрены результаты исследований интегрированного процесса переработки биомассы древесины осины, включающего каталитические стадии разделения сырья на целлюлозу и низкомолекулярный лигнин, гидролиза целлюлозы в глюкозу для ферментации в биоэтанол, конверсию лигнина в среде этанола в жидкие углеводороды и использование лигнина в качестве связующего для получения твердого биотоплива.

Интеграция перечисленных методов переработки лигноцеллюлозной биомассы позволит обеспечить получение в едином технологическом цикле биоэтанола, жидких углеводородов и твердого биотоплива при снижении их себестоимости и энергетических затрат.

Экспериментальная часть

В качестве исходного сырья использовали древесину осины обыкновенной (Populus trémula) средней стволовой части, заготовленной в окрестностях г. Красноярска. Химический состав осины (% от массы абс. сух. древесины): целлюлоза 47,3, лигнин 22,9, гемицеллюлозы 24,5, неорганические вещества 0,5. Для исследования отбирали фракцию с размером частиц < 2,5 мм.

Фракционирование древесины на целлюлозу и лигнин

Каталитическое фракционирование древесины проводили в стеклянном реакторе объёмом 0,5 л, снабженном мешалкой, термометром и обратным холодильником.

Использовали воздушно-сухие опилки древесины весом 10,50 г. Гидромодуль процесса фракционирования (соотношение твердая фаза / раствор) составлял 15, объем рабочего раствора 150 мл.

Раствор для фракционирования древесных опилок готовили из смеси уксусной кислоты, пероксида водорода и воды. Приготовленный раствор переливали в стеклянный реактор, добавляли порошок катализатора TiO2 (1 % масс.) и перемешивали для образования суспензии. В колбу с реакционным раствором вносили навеску опилок древесины.

Реакционную колбу помещали в жидкостный термостат и включали механическую мешалку на скорость вращения 700 об/ мин. Температуру водяной бани поддерживали на уровне 100 °C. При этой температуре по истечении 240 мин (4 ч) проведения процесса фракционирования происходит практически полное удаление лигнина из исходных древесных опилок в раствор. С целью отделения полученной целлюлозы от лигнинсодержащего варочного раствора проводили фильтрование на воронке Бюхнера, объемом 0,5 л и колбе Бунзена, объемом 1 л. Для создания вакуума в колбе Бунзена использовали лабораторный водоструйный насос Шота.

Целлюлозу, оставшуюся на воронке Бюхнера после отделения варочного раствора, промывали, отжимали на фильтре и подсушивали сначала на воздухе в течение 12 ч, затем в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 103+2 °C. Целлюлоза после высушивания и измельчения представляет собой белый порошок.

Отработанный варочный раствор подвергали концентрированию путем отгонки уксусной кислоты при температуре 40 °C и давлении 190-200 мм.рт.ст. После отгонки уксусной кислоты и охлаждения в отгонной колбе остаётся кубовый остаток — темно-коричневая густая жидкость, состоящая из лигнина, гемицеллюлоз и экстрактивных веществ.

Из кубового остатка разбавлением водой осаждали лигнин, который отфильтровывали под вакуумом на воронке Бюхнера, промывали и высушивали сначала на воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре 103+2 °C. Полученные образцы лигнинов представляют собой порошки коричневого цвета.

Используемый в качестве катализатора диоксид титана имеет следующий фазовый состав: рутил — 97 %, анатаз — 3 %. Удельная поверхность образца TiO2, определенная методом низкотемпературной адсорбции азота при 77 К (БЭТ), составляет 0,3 м2/г. Средний размер частиц 10 мкм.

Определение содержания целлюлозы азотно-спиртовым методом

Для анализа готовили азотно-спиртовую смесь, состоящую из одного объема концентрированной азотной кислоты и четырех объемов 95 %-ного этанола.

Навеску воздушно-сухих опилок массой около 1 г, взятых из средней пробы, взвешивали, помещали в колбу с обратным холодильником вместимостью 250 см3, добавляли 25 см3 азотно-спиртовой смеси и кипятили на водяной бане 1 ч.

Целлюлозу отфильтровывали на высушенном до постоянной массы пористом фильтре, применяя отсос, промывали 10 см3 свежей азотно-спиртовой смеси, а затем горячей водой. т, — т

С = -х 100.

§

где щ — масса фильтра с целлюлозой, г;

т — масса пусто го фильтра, г;

15 — масса абсолютно сухой навески древесины, г.

Определение содержания лигнина

Перед проведением анализа проводили обессмоливание древесных опилок (в соответствии со стандартным методом (А№1/А$ТМ D 1105) путем обработки в аппарате Сокслета спирто-толуольной (1:2) смесью в течение 4 ч, а затем 95 %-ным этанолом в течение 4 ч и пром ывали горячей водой

Навеску воздушно-сухих обессмоленных опилок массой около 1 г помещали в колбу вместимостью 50 см3 с притертой пробой. К навеске добавляли 15 см3 72 %-ной Н^04( плотностью 1,64 г/см3 ) и выдерживали в термостате при температуре 24-25 °С в течение 2,5 ч при периодическом помешивании. Затем смесь лигнина с кислотой переносили в колбу вместимостью 500 см3 и кипятили с обратным холодильником в течение 1 ч. Лигнин отфильтровывали на стеклянном пористом фильтре, высушенном до постоянной массы, и промывали дистиллированной! водой до нейтральной реакции промывных вод. Фильтр с лигнином сушили в сушильном шкафу при температуре (103=1=2) °С до постоянной массы и взвешивали.

Массовую долю лигнина, % к абсолютно сухой исходной (необессмоленной) древесине, рассчитывают по форму ле

с=ти-тт К х 100 §

где тя — масса фильтра с лигнином, г;

т — масса пустого фильтра, г;

g — масса абсолютно сухой навески обессмоленной древесины, г;

Кэ — коэф фициент экстрагирования аргеническим растворителем.

Кислотный гидролиз целлюлозы

Высушенную целлюлоиу перед гидролизом подвергали механоактивации на шаровой мельнице «КМ-1» в течение 24 ч.

Навеску целлюлозы в количестве 0,45 г и катализатор помещали во фторопластовую пробирку. Гидролиз целлюлозы осуществляли при температурах 150-160 °С в течение 3 ч во вращающемся стальном автоклаве с внутренней фторопластовой пробиркой объемом 35 мл, помещенном в металлический воздушный термостат. По истечении заданного времени реактор охлаждали и негидролизованную целлюлозу отфильтровывали на воронке Бюхнера на бумажном фильтре под вакуумом, промывали водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 103 °С. Конверсию целлюлозы определяли весовым методом с точностью ±2-3 %.

Анализ гидролизата осуществлялся с использованием специализированного комплекса на основе ВЭЖХ «Милихром А-02» (ЗАО «Институт хроматографии «Эконова») со спектрофото-метрическим детектором УФ-диапазона.

Градуировочные зависимости получали с использованием метода абсолютной градуировки (или метода внешнего стандарта). Для градуировки готовили градуировочные растворы индивидуальных сахаров в дистиллированной воде. С использованием стандартного программного обеспечения «Милихрома А-02» устанавливали следующие параметры анализа, определенные ранее как оптимальные: изокритический режим; подвижная фаза: А -деионизированная вода, Б — ацетонитрил, элюент: 75 % Б; скорость потока 100 мкл/мин; дозируемый объем вводимого раствора исследуемого вещества — 2 мкл; температура колонки 35 °С; детектирование спектрофотометрическое, длина волны 190 нм; время регистрации хроматограмм 10 мин.

Время удерживания в выбранных условиях составляло для глюкозы 5,97 мин.

Построение градуировочных кривых осуществлялось в автоматическом режиме с использованием стандартного программного обеспечения хроматографа.

Получение твердого биотоплива с использованием лигнина

в качестве связующего

Поступающие на брикетирование исходные древесные отходы с влажностью 45-60 % подвергали предварительной сушке в сушильном шкафу СНОЛ-3,5 при температуре 105±2 °С до остаточной влажности 14-16 %.

Измельчение высушенных до влажности 14-16 % древесных отходов производили до класса крупности 0-2,5 мм на роторной мельнице РМ 120. После измельченная древесная масса фракционировалась на ситах. Для проведения процесса брикетирования древесной массы с применением в качестве связующего низкомолекулярного лигнина использовали фракцию измельченных древесных отходов крупностью < 2,5 мм.

Низкомолекулярный лигнин, полученный в процессе каталитического фракционирования растительной биомассы и используемый в качестве связующего компонента при брикетировании древесных опилок, получали сушкой исходного лигнина с влажностью 65-70 % в сушильном шкафу с принудительной вентиляцией на противнях при температуре 75-80 °С до влажности 10-12 %. Высушенный лигнин подвергали измельчению до крупности 0-0,63 мм.

Древесные топливные материалы получали механическим смешением лигнина с влажностью 10-12 % мае. и древесного наполнителя (опилки фракционного состава < 2,5 мм с влажностью 8-12 % мас.), взятых в соотношении 10-60 : 40-90, с последующим прессованием на

гидравлическом прессе МС-500 при температуре 150 °С, удельном давлении 7-16 МПа и изотермической выдержке под давлением в течение 1 мин.

Полученные образцы древесных топливных материалов оценивали на водопоглощение и прочность при статическом изгибе по ГОСТ 10632-2007.

Получение жудкинуглеводородтв из лигнина

Термическое растворение лигнина в этаноле в присутствии твердых катализаторов проводили во вращающемся авиоклаве при температурах 300-400 °С. В сосуд автоклава помещали смесь — 12 г лигнина и 0,у г выбранного образца катализатора, добавляли 30 мл этанола. Автоклав герметизировали с уелью удаления воздуха продувкой через запорную арматуру пятикратного объема аргона. Автоклав помещали в печь, включали вращение и нагревали со скоростью 10 °С/мин до требуемой температуры, выдерживая при этой температуре 1 ч. В этих условиях давление в автоклаве составляет 13-15 МПа. Автоклав охлаждали до комнатной температуры, извлтнали из печи, через запорную арматуру собирали газообразные продукты в газометр. После этоко авткклав открывали и количественно извлекали конденсированные продукты вы мыванием этанол-бензольной смесью (1:1).

Коиденсироканные продукты фильтровали с использованием фильтров «синяя» лента под вакуумом на воронке Бюхнеру, остаток на фильтре экстрагировали этанол-бензольной смесью в аппаратах Сокслета до полного обесцвечивания экстрагентов (~ по 3-3,5 ч). От этанольного экстракта в мягких условиях (без кипения) отгоняли растворитель. По весу экстракта опреде-ляхи выход (мас. %) продуктов, растворимых в этаноле (масел) по формуле

где тд — суммарная масса всех навесок лигнина, взятых для приготовления экспериментальных образцов жидкого биотоплива, г; тэ — масса экстракта, г; Ао — зольность исходного лигнина.

После экстракции остаток на фильтре высушивали в сушильном шкафу до постоянного веса, определяли его массу и рассчитывали общую степень конверсии образцов лигнина, взятых для приготовления жидко го биотоплива, в газообразные и жидкие продукты (Х) в мас. % по формуле

где m — суммарная масса всех навесок лигнина, взятых для приготовления экспериментальных образцов жидкого биотоплива, г; тТО — масса твердого остатка, г; Ао — зольность исходного лигнина; АТО — зольность твердого остатка после экстракции этанольно-бензольной смесью.

Содержание элементов С, Н, N, S, О в массовых % в экспериментальных образцах жидких биотоплив определяли c использованием автоматического анализатора Flash EA™-1112, Thermo Quest.

a1 =

m

Э

100,

Определение вещественного состава жидких биотоплив, полученных в процессе термического превращения лигнина в этаноле, проводили методом хромато-масс-спектрометрии с использованием хроматографа Agilent 7890A, снабженного детектором селективных масс Agilent 7000A Triple Quad.

Для разделения продуктов использовали капиллярную колонку HP-5MS длиной 30 м с внутренним диаметром 0,25 мм. Масс-спектры индивидуальных веществ записывали при регистрации полного ионного тока. Идентификацию веществ осуществляли с использованием библиотеки, входящей в программное обеспечение прибора, а также баз данных NIST и AIST.

Результаты и обсуждение

Выполнено исследование отдельных стадий интегрированного каталитического процесса получения жидких и твердых биотоплив, основанного на предварительном окислительном фракционировании биомассы древесины осины на целлюлозу и низкомолекулярный лигнин (рис. 1).

Далее целлюлоза подвергается кислотно-каталитическому гидролизу до глюкозы, которая ферментируется в биоэтанол. Кислотно-каталитической конверсией низкомолекулярного лигнина (НМЛ) в среде этанола получают жидкие углеводородные смеси. Альтернативное направление утилизации НМЛ — это применение в качестве связующего при получении твердого пеллетированного или брикетированного биотоплива.

Окислительное каталитическое фракционирование древесины осины

Ранее была показана возможность эффективного разделения древесины лиственных и хвойных пород на целлюлозу и низкомолекулярный лигнин в среде пероксид водорода-уксусная кислота-вода в присутствии сернокислотного катализатора и твердых катализаторов TiO2 и h3MoO4 при температурах 120-130 °C [9-11].

Биомасса древесины

Каталитическое окислительное фракционирование

Рис. 1. Схема интегрированной каталитической переработки биомассы древесины осины в биотоплива

В данной работе достигнуто снижение температуры процесса окислительной делигнифи-кации до 90-100 °С за счет интенсификации процессов диффузии в результате интенсивного перемешивания реакционной смеси. При указанных температурах процесс фракционирования древесины осуществляется при атмосферном давлении.

Изучено влияние условий процесса каталитического фракционирования древесины осины (температура, состав реакционной смеси, отношение жидкой и твердой фаз (гидромодуль), продолжительность) на выход и состав целлюлозного продукта. Установлено, что наиболее полное удаление лигнина из древесины происходит при температуре 100 °С в течение 4 ч. При этом получен с выходом около 50 % мас. целлюлозный продукт, содержащий 91 % мас. целлюлозы и 0,6 % мас. остаточного лигнина.

Значительное влияние на содержание лигнина в целлюлозном продукте оказывает начальная концентрация пероксида водорода в реакционной среде (рис. 2). Низкая начальная концентрация пероксида водорода (2 % мас.) не позволяет получить целлюлозный продукт с низким содержанием остаточного лигнина.

Увеличение концентрации Н2О2 до 4 % мас. приводит к резкому снижению содержания остаточного лигнина в волокнистом продукте — до 0,6 % мас. Использование растворов с содержанием 5-6 % мас. пероксида водорода позволяет получить целлюлозу с содержанием остаточного лигнина 0,4 и 0,2 % мас. соответственно.

Достаточно высокая степень делигнификации достигается уже при содержании уксусной кислоты 15 % мас. После 4 ч делигнификации количество остаточного лигнина в целлюлозном продукте составляет 3,1 % мас. Увеличение концентрации уксусной кислоты до 25 % мас. приводит к снижению содержания лигнина в целлюлозном продукте до 0,6 % мас. Дальнейшее увеличение содержания уксусной кислоты в растворе до 30 и 40 % мас. слабо уменьшает массовую долю остаточного лигнина в продукте (до 0,45 и 0 ,40 % мас. соответственно).

Гидромодуль процесса также является важным параметром, позволяющим регулировать выход и состав целлюлозного продукта. При гидромодуля х 10 и 15 образуется цел-

12

о4

й К

к к

1-е

к

н и

к к Й Й Л

и «

о О

10

2 3 4 5 6 Концентрация Н2О2, % мес.

Рис. 2. Влияние концентрации пероксида водорода в составе реакционной смеси на содержание остаточного лигнина в целлюлозном продукте, полученном делигнификацией древесины осины при температуре 100 °С, концентрации СН3СООН — 25 % мас., 1325104 — 2 % мас., гидромодуле 10; продолжительности 4 ч

-а 2293 —

8

6

4

2

0

люлозный продукт с низким содержанием остаточного лигнина 0,6 и 0,5 % мас. соответственно.

Уменьшение величины гидромодуля до 5 увеличивает выход целлюлозного продукта до 79,8 % мас., но снижает его качество. Вероятно, что высокое содержание лигнина в целлюлозном продукте (11,7 % мас. ) является следствием затруднения диффузии окисляющего реагента в межклеточное пространство и отвода продуктов окисления лигнина в раствор.

В результате выполненного исследования установлено, что оптимальные условия фракционирования, при которых образуется целлюлозный продукт с выходом 50,2 % мас., содержащий 91,1 % мас. целлюлозы и 0,6 % мас. остаточного лигнина, следующие: концентрации пероксида водорода 4 % мас., уксусной кислоты 25 % мас., h3SO4 2 % мас., гидромодуль 10, температура 100 °С, продолжительность 4 ч.

Эффективное разделение древесины на полисахариды и лигнин также достигается путем ее окисления пероксидом водорода в среде уксусная кислота-вода в присутствии суспендированного катализатора ТЮ2. Варьирование температуры, концентрации пероксида водорода, уксусной кислоты, гидромодуля и продолжительности процесса позволяет регулировать выход и состав получаемой целлюлозы и низкомолекулярного лигнина. В оптимальных условиях каталитического окисления древесины может быть получена целлюлоза, содержащая менее 1 % мас. остаточного лигнина.

Каталитический гидролиз целлюлозы

Наиболее отработанная технология получения жидких спиртовых топлив из целлюлозы основана на ее кислотно-каталитическом гидролизе разбавленными минеральными кислотами в глюкозу и ферментации последней в биоспирты (этанол, бутанол) [12]. Хотя процессы гидролиза концентрированными минеральными кислотами дают более высокий выход глюкозы по сравнению с разбавленными, для них трудно обеспечить рецикл кислоты. Поэтому существующие промышленные технологии получения глюкозосодержащих гидролизатов базируются на высокотемпературном гидролизе лигноцеллюлозного сырья разбавленной серной кислотой. Эти гидролизаты загрязнены множеством побочных продуктов деструкции лигнина и гемицеллюлоз, поэтому они требуют тщательной очистки перед использованием в процессе ферментации в спирты.

Использование предварительной сепарации лигноцеллюлозного сырья на целлюлозу и лигнин позволяет получать качественные гидролизаты, не содержащие примесей (например С5-сахаров), которые ингибируют ферментативный синтез биоэтанола. Удаление из древесины гемицеллюлоз, из которых образуются С5-сахара, достигается на стадиях предгидролиза, взрывного автогидролиза, каталитического окисления пероксидом водорода, что в результате позволяет повысить выход этанола из лигноцеллюлозного сырья.

Традиционные процессы гидролиза лигноцеллюлозной биомассы преимущественно базируются на использовании экологически опасных коррозионно-активных растворимых каталитических систем. В последние годы интенсифицируются исследования по подбору твердых кислотных и бифункциональных катализаторов, способных осуществлять гидролиз целлюлозы в глюкозу [8, 13, 14]. С этой целью перспективно применение наноструктурированных катализаторов на основе углеродных, оксидных и углеродминеральных пористых материалов [15]. 04, 5 — без катализатора

Изучено влия-ие природы твердого кислотнкгк катализатора (модифицированные 8БЛ-15, сибунит, терморасширенный графит — ТРГ) на гидролиз рззм-лотой в шаровой мельнице МКЦ Укариг® Туре 101 в водной среде при температуре 150 °С (рис. 3).

Максимальная конверсия целлюлозы (около 80 % вес.) достигается при гидролизе с мер-каптомодифицированным катализатором 8БЛ-15 в течение 12 ч. В присутствии кислотно-модифицированных кятализаторов сибунита и ТРГ конверсия целлюлззы за а-алогичное время достигла 45 % вес. и 34 % вес. соктветс твенно (ряс. 3). В отсутствие катализатора гидролиз целлюлозы в данных условия х практически ни происходит. Снижение содержания МКЦ в водной суспензии приводит к увеличению степени ее гидролиза в присутствии всех изученных катализаторов.

Жидкие и твердые биотоплива из лигнина

К настоящему времени предложены различные способы получения жидких углеводородов из лигнина [15], однако выбор оптимальной технологии осложнен тем, что выход и состав жидких продуктов зависят от способа выделения лигнина из лигноцеллюлозного сырья. Кроме того, жидкие продукты из лигнина представлены большим многообразием кислородсодержащих соединений, включая фенолы и органические кислоты, что требует их дальнейшей гидропереработки для применения в качестве углеводородных топлив.

Свойства сверхкритических жидкостей открывают широкие возможности для их использования в процессах ожижения лигнина и получения на его основе прекурсоров моторных топлив. Деполимеризацию лигнина в органических растворителях обычно проводят при температуре 200-350 оС и повышенном давлении. Очень часто для этих процессов используют низшие спирты этанол и метанол, поскольку их значения критического давления и температуры относительно невысоки.

Показано, что в процессе термического растворения образцов лигнина в среде этанола и изопропанола при 400 °С метод выделения лигнина оказывает существенное влияние на его реакционную способность [16]. В составе продуктов термического превращения щелочного лигнина в этаноле при 400 °С без катализатора обнаружено более 70 индивидуальных соединений.

Жидкие продукты некаталитического процесса термоконверсии лигнина в этаноле более чем на 72 % состоят из фенолов. Высокое содержание этилзамещенных фенолов (52 % от общего количества фенолов) и сложных эфиров позволяет предположить, что они образуются в процессе алкилирования этанолом лигнина и продуктов его деполимеризации.

Использование сульфатированных катализаторов на основе 2Ю2 приводит к существенному изменению состава образующихся жидких продуктов [17]. При температуре 400 °С содержание фенолов снижается в три раза в присутствии сульфатированного катализатора 2Ю2-А1203 и в 4,6 раза — при использовании сульфатированного 2Ю2. При этом увеличивается выход алифатических спиртов, преимущественно бутанолов. Их содержание достигает 18,9 % в случае применения сульфатированного 2Ю2-А1203 и 8,9 % для сульфатированного 2Ю2. Резко увеличивается содержание 1,1-диэтоксиэтана, который является перспективной топливной присадкой.

Превращение отходов древесины в топливные пеллеты и брикеты с насыпной плотностью более 0,8 т/м3 и низшей теплотой сгорания более 18 МДж/кг дает транспортабельное топливо [18-19].

Используемые в настоящее время технологии прессования древесных отходов имеют ряд недостатков: низкую влагостойкость твердых топлив и зависимость их прочностных и эксплуатационных характеристик от вида используемого сырья.

Низкомолекулярные лигнины, образующиеся при каталитической окислительной де-лигнификации растительного сырья, благодаря своей низкой молекулярной массе и наличию большого количества кислородсодержащих групп проявляют высокую связующую активность в процессах прессования древесных отходов [20].

Метод получения твердых биотоплив, основанный на применении в качестве связующего низкомолекулярного лигнина, имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными технологиями: повышается прочность твердого биотоплива, а также увеличивается его влагостойкость. В частности, при использовании в качестве связующего низкомолекулярных лигнинов каталитической делигнификации древесины были получены древесные брикеты с прочностью 28 МПа на основе лигнина пихты и 21 МПа — с лигнином осины [20]. При этом водопоглощение брикетов составляет 18 и 15 % соответственно для лигнинов пихты и осины.

Заключение

Изучен интегрированный процесс получения жидких и твердых биотоплив, основанный на предварительной сепарации лигноцеллюлозного сырья на целлюлозу и лигнин методом каталитического окисления. Путем кислотно-каталитического гидролиза целлюлозы и последующей ферментации глюкозы получают биоэтанол, а термоконверсией лигнина в среде этанола в присутствии твердых кислотных катализаторов — жидкие углеводороды. Лигнин также пред- 296 —

лагается использовать в качестве связующего материала при получении высококачественного твердого биотоплива.

Для разделения лигноцеллюлозной биомассы на целлюлозу и лигнин используется каталитическое окислительное фракционирование пероксидом водорода в присутствии растворенного сернокислотного катализатора и твердого катализатора TiO2, что позволяет обеспечить эффективное выделение чистой целлюлозы и низкомолекулярного лигнина в мягких условиях и без использования экологически опасных серо- и хлорсодержащих реагентов.

При получении биоэтанола применяются методы кислотно-каталитического гидролиза целлюлозного продукта в глюкозу и ее последующей ферментации. При этом достигается повышение качества гидролизатов и выход биоэтанола по сравнению с традиционным гидролизом лигноцеллюлозной биомассы без предварительного отделения лигнина.

Твердое биотопливо из древесных отходов получается с использованием связующего на основе низкомолекулярного лигнина, что позволяет обеспечить его утилизацию и повысить качество твердого биотоплива по сравнению с традиционными пеллетами и брикетами.

Для получения жидкого углеводородного топлива используется каталитическая конверсия лигнина в среде этанола при повышенной температуре и давлении в присутствии твердых кислотных катализаторов, что позволяет снизить содержание в топливе фенольных продуктов и повысить содержание высокооктановых присадок.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект M 12-03-93117-НЦНИЛ_а) и Министерства образования и науки Российской Федерации (госконтракт M 14.516.11.0071).

Список литературы

1. Introduction to Chemicals from biomass, Eds. J.H. Clark, F.E.I. Deswarte. Chichester: John Wiley & Sons Ltd., 2008.

2. Nelson V. Introduction to Renewable Energy. London, New York: CRC Press, 2011.

3. Fengel D., Wegener G., Wood: Chemistry, Ultrastructure Reaction. Berlin: Walter de Gruyter, 1984.

4. Ramos L.P. // Quim Nova. 2003. V. 26. P. 863.

5. Кузнецов Б.К, Шарыпов В.И., Кузнецова С.А., Тарабанько В.Е. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2004. Т. XLVIII. № 3. С. 4.

6. Gallezot P. // Catalysis today. 2007. V. 121. P. 76.

7. Serrano-Ruiz J.C., Dumesic J.A. // Energy Environ. Sci. 2011. V. 4. P.83.

8. Rinaldi R. and Schuth F. // Energy & Environ. Sci. 2009. V. 2. P. 610.

9. Кузнецов Б.К, Тарабанько В.Е., Кузнецова С.А. // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. № 4. С. 54.

10. Kuznetsov B.N., Kuznetsova S.A., Danilov V.G., Yatsenkova O.V. // React. Kinet. Catal. Lett. 2008. V. 94. P. 311; 2009. V. 97. P. 295.

11. Kuznetsov B.N., Kuznetsova S.A., Danilov V.G., Yatsenkova O.V., Petrov A.V. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2011 V. 104. P. 337.

12. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная пром-ть, 1989. 496 c.

13. Van de Vyver S., Geboers J., Jacobs P.A., Sels B.F. // ChemCatChem. 2011. V. 3. P. 82.

14. Shiju N.R., Guliants V.V. // Applied Catalysis A: General. 2009. V. 356. P. 1.

15. Zakzeski J., Bruijnincx P.C.A., Jongerius A.L., Weekhuysen B.M. // Chem. Rev. 2010. V. 110. P. 3552.

16. Шарыпов В.И., Гришечко Л. И., Тарасовa Л.С., Барышников С.В., Селзард А., Кузнецов Б.Н. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2011. Т.4. № 3. С. 221.

17. Шарыпов В.И., Береговцова Н.Г., Барышников С.В., Таран О.П., Лавренов А.В., Гришечко Л.И., Агабеков В.Е., Кузнецов Б.Н. // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2012. Т.5. N.3. C. 251.

18. Сальников А.Л. Производство пеллет как перспективное направление биоэкономики России // Естественные науки. 2011. №3. С. 84.

19. Суровцева Л.С., Старкова А.В. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2011. №6. С. 76.

20. Судакова И.Г., Кузнецов Б.Н., Гарынцева Н.В., Королькова И.В. // Химия растительного сырья. 2008. №3. С. 55.

Integrated Catalytic Processing of Aspen Wood into Liquid and Solid Biofuels

Boris N. Kuznetsovab, Nikolai V. Chesnokovab, Natalia V. Garyntsevaa and Olga V. Yatsenkovaa

a Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS, 50-24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036 Russia

b Siberian Federal University, 79 Svobodny, Krasnoyarsk, 660041 Russia

Results of the study of integrated catalytic processing of aspen-wood are presented. The studied process includes the stages of biomass catalytic fractionation on cellulose and low molecular mass lignin (LMML), hydrolysis cellulose into glucose for fermentation to bioethanol, conversion of LMML in ethanol medium into liquid hydrocarbons and its using as a binder for obtaining solid biofuel. Some examples of catalysts application in the processes of oxidative fractionation of wood, hydrolysis cellulose and thermal conversion of lignin into liquid hydrocarbons are considered. Application of LMML as a binder material improvs the quality of solid biofuel.

Keywords: aspen wood, fractionation, cellulose, lignin, hydrolysis, thermal conversion, catalysts, integrated process, biofuels, liquid, solid.

Переработка короткомеров осины на дранку в условиях лесопромышленного склада Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Resources and Technology 11 (2): 152-161, 2014 ISSN 2307-0048

http://rt.petrsu.ru

УДК 67.05

DOI: 10.15393/j2.art.2014.3001 Статья

Переработка короткомеров осины на дранку в условиях лесопромышленного склада

Алексей Ю. Борисов 1’*, Геннадий Н. Колесников 2

1 Место работы, адрес; МИП «Энергоэффективное домостроение», Петрозаводск, Россия (185910, Петрозаводск, пр. Ленина, 31). E-Mails: [email protected]

2 Место работы, адрес; ФГБОУ ВПО «Петрозаводский государственный университет», Петрозаводск, Россия (185910, Петрозаводск, пр. Ленина, 33. ПетрГУ)

* Автор, с которым следует вести переписку; E-Mail: [email protected]; Tel.: +7(8142)711039; Fax: +7(8142)711000.

Получена: 15 ноября 2014 /Принята:27 ноября 2014 /Опубликована: 20 декабря 2014

Аннотация: Осина, являясь одной из быстро растущих и легко размножающихся пород, часто остается невостребованной лесопромышленными предприятиями по причине сильного поражения гнилью. Целью данного исследования является изучение возможностей переработки древесины осины в условиях лесопромышленного склада для производства кровельных материалов. Дранка -деревянная черепица, при соблюдении определенных условий эксплуатации может стать конкурентоспособным строительным материалом, обладающим экологичностью и относительной долговечностью. Дополнительно, с целью оптимизации производственных и энергетических затрат, предложено усовершенствование технология раскалывания обрезков бревен, подлежащих переработке, с использованием лезвия колуна искривленной формы. Максимального выхода целевого кровельного материала можно добиться с оптимизации схемы раскроя короткомеров. Для повышения технологических и потребительских качеств дранки, представляется возможным разработки и использования панельных конструкций. С учетом изложенного выше, можно заключить, что рациональное использование древесины осины является комплексной проблемой, требующей продолжения исследований.

Ключевые слова: рациональное природопользование, древесина осины, использование короткомерного баланса, производство дранки, раскалывание круглых лесоматериалов, раскрой.

Article

DOI: 10.15393/j2.art.2014.3001

The cutting of shingles from the short aspen logs in warehouse timber industry

Alexey Borisov 1’*, Gennady Kolesnikov 2

1 »»Energy efficient building construction» Ltd, 185910, Lenin av. 31, Petrozavodsk, Russia; EMails: [email protected] (A. B.)

2 Petrozavodsk State University, Petrozavodsk, Russia

* Author to whom correspondence should be addressed; E-Mail: [email protected]; Tel.: +7(8142)711039; Fax: +7(8142)711000.

Received: 15 November 2014 /Accepted: 27 November 2014 /Published: 20 December 2014

Abstract: Aspen is one of the fastest-growing and easy to breed species. And often it remains unclaimed timber companies because of the strong defeat rot. The purpose of this article to investigate the possibilities of processing aspen wood in a timber warehouse for the production of roofing materials. For this review, the typical scheme of the enterprise was supplemented with the process for the manufacture of shingles. Wooden shingles with right conditions of maintenance can become a competitive building material with eco-friendliness and the relative durability. Additionally, in order to optimize production and energy costs, improvements in technology suggested splitting scraps of logs to be processed by a cleaver blade curved shape. The maximum volume of the roofing material can be achieved by optimizing cutting plans shorts. To increase the technological and consumer quality shingles, it is possible the development and use of panel designs. We can conclude that the rational use of aspen wood is a complex problem that requires further research.

Keywords: environmental management, aspen wood, the use of short-length balances, production of shingles, splitting roundwood cutting

1. Введение

Осина является одной из лесообразующих, быстро растущих, и легко размножающихся пород. Уже на второй год коневые отпрыски и пневая поросль позволяют занимать ей свободные площади на вырубках. Запасы осиновой древесины составляют 2.6 млрд. м3, а ежегодный прирост в насаждениях первого класса составляет 2,9…3,9 м3 с га. Тем не менее, осина всегда имела ограниченный спрос, как на внутреннем, так и на внешнем рынке [1; 4] по причине малого выхода пиломатериалов. В настоящее время ее применение в строительстве очень часто ограничивается производством древесно-стружечных плит и отделкой помещений с высокой влажностью.

2. Материалы и методы

Как показали последние исследования СПбГЛТА, решением проблемы использования осины является ее комплексная переработка, направленная на производство строительных материалов на базе безотходной экологически чистой первичной переработки древесины, целлюлозы, гранулированных и брикетированных топливных элементов [1; 9; 12].

Одним из целевых строительных материалов может стать деревянная черепица или дранка, получившая широкое распространение в России в качестве кровельного материала начиная с середины XIX века [8]. В настоящее время применение осиновой дранки в качестве подвергается многочисленным сомнениям [2]. Если заказчик и решается на устройство архитектурно-выразительной, экологичной деревянной крыши, то используются более дорогие древесные породы, такие как кедр или сибирская лиственница [17]. Тем не менее, интерес к применению осиновой дранки не исчезает, что обусловлено ее уникальными свойствами, которыми обладает эта древесина.

С течением времени, в условиях атмосферной сушки, осина набирает прочность -древесина «каменеет». В таком состоянии кровельное покрытие способно выдерживать природно-климатические изменения — воздействие солнца, ветра, перепадов температур и увлажнения. В случае проникновения влаги в толщу материала он быстро высыхает ввиду небольшой толщины отдельных элементов и хорошей циркуляции воздуха между ними [8; 16; 17]. Срок службы такой кровли при правильном конструктивном исполнении и поддерживании правильных условий эксплуатации может достигать 80 лет [8]. Но как любая деревянная конструкция, драночная кровля может быть подвержена возгоранию. Кроме того, отличается трудоемкостью при изготовлении, ремонте и демонтаже (в случае пожара). Поэтому одним из возможных путей развития технологий использования осины может стать разработка кровельных щитовых панелей на основе дранки и древесно-стружечных плит с предварительной атмосферной сушкой и пропиткой антипиренами. Борьба с возможными биоповреждениями заключается лишь в грамотной эксплуатации, прежде всего в своевременной чистке и ремонте.

Основным сырьем для производства осиновой дранки служат отрезки бревен длиной от 30 см., образующиеся после поперечного раскроя круглых лесоматериалов.

Основы особенностей технологий заготовки осины и ее переработки на дранку, геометрические размеры и другие характеристики являются предметом всестороннего изучения, специалистов, занимающихся непосредственным применением этого материала на практике и узкого круга мастеров в области реставрации исторических деревянных конструкций [4; 19].

В Германии, где деревянные кровли получили широкое распространение, существуют нормы DIN 68119:1996-09, описывающие основные параметры кровель из деревянной

черепицы, формы, инструменты, способы монтажа. В этих нормах уделяется отдельное внимание и самой древесине. Так, к примеру, угол наклона годовых колец к поверхности дощечки (дранки) должен находиться в пределах от 30 до 90 градусов [17; 20], что логично соответствует показателям пиломатериалов при радиальном и полурадиальном разрезе [11; 13] бревен (Рисунок.1).

Рисунок 1. а — допустимое (а) и недопустимое (б) положение годовых колец по

отношению к поверхности дранки.

Указанные виды разрезов, в отличие от тангенциального, являются более предпочтительными, что обусловлено большей формоустойчивостью изделий, так как усушка и разбухание при изменении температурно-влажностных показателей происходят преимущественно в радиальной плоскости [11].

Элементы дранки, находящиеся на поверхности покрытия, вследствие атмосферных осадков, испытывают периодическое воздействие влаги. При намокании дощечки разбухают и смыкаются, образуя водонепроницаемую поверхность. При высыхании снова размыкаются, не позволяя влаге скапливаться в подкровельном пространстве [16].

Таким образом, для производства качественной дранки, применение которой допустимо в качестве кровельного материала, необходимо использовать отрезки бревен длиной 30-50 см., диаметром от 20 см, в меньшей степени подверженные гнили, с небольшой свилеватостью и минимальным количеством сучков. Это позволит получить дощечки по направлению радиального разреза («раскола») требуемой ширины 80-120 мм.

3. Результаты

Переработка осины — комплексный процесс. Использование ее древесного сырья для производства кровельных материалов, полученного при проведении рубок ухода или разработке делянок в лесах целевого назначения, может быть организовано на базе лесопромышленного склада или деревоперерабатывающего предприятия, случае, когда хлысты (или деревья) вывозятся непосредственно на склады потребителей.

Если из-за дальности перевозок непосредственная доставка леса оказывается экономически нецелесообразной и лесопромышленные склады лесозаготовительных предприятий преобразуются в небольшие лесопромышленные комплексы, то производство дранки может быть организовано в рамках частичной переработки древесины, на базе мобильной системы машин [10].

В общем случае производство дранки встраивается в технологических процесс по переработке низкокачественной древесины и короткомеров, образующихся после первичной обработки хлыстов, на дрова или в щепу (Рисунок.2). При этом возможна организация дополнительного участка по переработке древесины осины в дранку.

Рисунок 2. Типовая структурная схема технологического процесса лесопромышленного склада, дополненная группой операций по производству дранки

На данном участке поступающие коротье или сортименты невостребованной осины сортируются по степени поражения сердцевинной гнилью. Выбранные заготовки при необходимости пилят под один размер от 30-50 см.

Далее происходит раскалывание заготовок на 4-8 частей, для чего используются механические колуны. Лезвие в форме клина внедряется в древесину с торца, перемещаясь вдоль волокон. В колунах с подвижным клином последний может совершать поступательно-возвратное движение от кривошипно-шатунного механизма [6].

В целях повышения эффективности раскалывания заготовок представляется возможным использование колуна с лезвием искривлённой формы (Рисунок. 3). Функционирование такого колуна сопровождается появлением пары сил, которая вызывает кручение раскалываемого полена вокруг его продольной оси. В соответствии с принципом равенства действия и противодействия такая же пара сил стремится вызвать поворот лезвия колуна в противоположном направлении. Однако лезвие в нижней его части защемлено в материале полена и поэтому поворот лезвия невозможен. В этом случае под воздействием крутящего момента разрушается менее прочный материал, т.е. древесина раскалываемого полена. Таким образом, данный колун, на конструкцию которого была подана патентная заявка, обеспечивает дополнительное к расклиниванию, механическое воздействие в виде кручения.

Похожая конструкция, но на основе двух зеркально противоположных и смещенных относительно друг друга клиньев, была предложена авторами механического колуна по патенту РФ № 2486052 [18].

Примечательно, что такая форма лезвия, при соответствующей доработке, может быть применена не только в устройстве гидравлического или механического колуна, но и в обычном топоре.

Q Q

а) 6)

Рисунок 3. Схема раскола короткомерного баланса: а — колуном обычной формы; б — колуном искривленной формы.

С учетом описанных выше требований к изготавливаемой дранке (2; 19) и необходимостью рационального использования имеющегося сырья, возникает задача оптимального раскроя имеющихся заготовок с целью максимального выхода полезной продукции из одного сортимента. Разделка короткомеров производится по сегментам. После разделения заготовок на несколько частей (сегментов) выкалывается гниль, расположенная преимущественно в центральной части ствола. Для удаления гнили используется плоский горизонтально расположенный или кольцеобразный нож [6]. Полученные таким образом сегменты подвергаются строганию или лущению с целью получения непосредственно кровельного материала — дранки [2]. Для осуществления этой технологической операции могут быть использованы несколько видов инструментов и механических устройств [7]. В настоящее время они используются только узким кругом реставрационных и строительных организаций, ориентированных на ремонт существующих кровель объектов деревянного зодчества или малоэтажное деревянное домостроение.

Наиболее распространен станок конструкции С.А. Вавилова, запатентованный в 1947 году. Принцип его действия основан на движении каретки с ножом под заготовкой с помощью возвратно-поступательных движений. Готовая дранка падает вниз, а заготовка удерживается над кареткой с подпружинивающими пластинами. Сам станок приводится в действие двигателем посредством ременной передачи, передающим воздействие на шкив через вращающиеся маховики (Рисунок.4).

Рисунок 4. Станок для производства дранки 1947 г.

Современные станки являются производными от этой наиболее простой и одновременно производительной конструкции [14].

После получения сегмента путем радиального раскалывания отсортированного и опиленного короткомера становится возможным строгание дранки в радиальном направлении до тех пор, пока размер заготовки по наиболее длинной стороне сечения позволяет получать дощечки требуемой ширины 80-120 мм. Итоговое количество этих дощечек напрямую зависит от размеров перерабатываемого сегмента, а значит и от диаметра разделываемого короткомера, а также от наличия пороков древесины — гнили, сучков, свилеватости. Непосредственно на дранку удается использовать до 40 % древесины осины. Оставшаяся после строгания дранки часть заготовки может быть использована для производства щепы или оставлена в качестве дров.

Известно также, что отходы деревообрабатывающего производства могут достигать 45 -63%. Задача рационального использования этих отходов в рамках крупных предприятиях лесоперерабатывающего комплекса решается с применением технологий производства плитных материалов, паркета и биотоплива. Но для средних и мелких деревообрабатывающих и деревоперерабатывающих производств такие технологии могут оказаться нерентабельными по причине малой концентрации отходов на каждом отдельном предприятии. Поэтому в задачи производства, сырьевой базой которого являются как отходы и древесина малоценных пород, такая как осина, должен быть включен выпуск материалов и товаров с высокой добавленной стоимостью. На основе дальнейшей глубокой переработки отходов древесины осины могут быть получены, наряду с дранкой [2], нейтронозащитные материалы, детали узлов трения, древесные сорбенты для очистки водных сред [3].

80-120 мм

Рисунок 5. Схема раскроя короткомера (автор фото: А. Ю. Борисов).

4. Обсуждение и заключение

Таким образом, несмотря на низкую товарную значимость древесины осины, возможности ее использования на основании предложенных решений могут быть расширены в области производства экологичных кровельных материалов [2]. Относительная простота этого процесса позволяет встраивать его в схему работы типового лесопромышленного предприятия, независимо от способа ведения лесозаготовок. Группа операций по переработке короткомеров и низкокачественной древесины на дрова и технологическую щепу может быть дополнена процессом лущения или строгания дранки. В свою очередь технология раскалывания обрезков бревен может быть усовершенствована с применением лезвия искривленной формы. Максимального выхода целевого кровельного материала [2] можно добиться с оптимизации раскроя (Рисунок 5). Для повышения технологических и потребительских качеств дранки, представляется возможным разработки и использования панельных конструкций. С учетом изложенного выше, можно заключить, что рациональное использование древесины осины является комплексной проблемой, требующей продолжения исследований.

Работа выполнена рамках реализации комплекса научных мероприятий Программы стратегического развития ПетрГУ на 2012-2016 г.г.

Литература

1. Авдашкевич, С. В., Патякин В. И. Проблемы использования осины в Северо-Западном регионе России / С. В. Авдашкевич, В. И. Патякин // Пятая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. СПб. 2000. С. 22 — 23

2. Борисов А. Ю. Древесина осины как материал для устройства кровли // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2014. — Т. 1. № 8 (145). — С. 87-90.

3. Бирман А. Р. Новые направления использования древесины осины и ее отходов / А. Р. Бирман, Н. А. Белоногова // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции 9-11 декабря 2008 г. / Вологодский государственный технический университет. Вологда: Изд-во ВоГТУ, 2009. С .65-66

4. Вахрамеева Т. И. Методические рекомендации. Приемы реставрации памятников деревянного зодчества. Раздел 1. Деревянные кровли. Петрозаводск, 2013. 48 с

5. Грязькин А. В. «Осиновая проблема» и пути ее решения / А. В. Грязькин, А. П. Смирнов, А. А. Смирнов. // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы международной научно-технической конференции 8-10 декабря 2009 г. / Вологодский государственный технический университет. Вологда: Изд-во ВоГТУ, 2010. С .25-27

6. Залегаллер Б. Г., Ласточкин П. В., Бойков С. П. Учебник для вузов. 3-е изд., испр., доп.— М.: Лесн. пром-сть, 1984.—352 с.

7. Зубарев Л., Литвинов В., Головань Г. Производство дранки / Л. Зубарев, В. Литвинов, Г. Головань // Сделай сам 1994№ 6 С. 78-82.

8. Нестеров Н.С. Значение осины в русском лесоводстве / 2 изд., М. 1894. 77 с.

9. Онегин В. И., Чубинский А. Н. Промышленное использование древесины осины -эффективное направление устойчивого управления лесами / В. И. Онегин, А. Н. Чубинский // Записки Горного института. Экология и рациональное природопользование. 2001г. Т. 149 . С.225 — 227

10. Патякин В. И., Салминен Э.О., Бит Ю.А. и др. Лесоэксплуатация: учебник для студ. высш. учеб. заведений М. 2006. 320 с.

11. Черных А.Г., Ильюшенков Л.В. Получение радиальных черновых заготовок // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2006. № 3. С. 46-51

12. Чубинский А. Н., Кандакова Е. Н., Щербаков В. М. Материалы из осины и технологии их изготовления / А. Н. Чубинский, Е. Н. Кандакова, В. М. Щербаков и др. // Лес и бизнес. 2006. № 1(21). С. 48-50

13. Шимевич Ю. Б. Справочник по лесопилению / Спб. «ПРОФИ-ИНФОРМ». 2004. 200 с.

14. Электронный ресурс: [http://www.stf-dvt.ru/catalogue/detail/ proizvodstva_dranki_gonta_shindelya/stanok_dlya_proizvodstva_kolotoj_dranki_shs-1500_italiya/] (дата обращения 1.12.2014).

15. Электронный ресурс: [http://holzschindeln.ru/nashi-proekty/item/198-skolkovo-2014.html] (дата обращения 1.12.2014).

16. Электронный ресурс: [http://karjalakelo.ru/artide/5] (дата обращения 1.12.2014).

17. Электронный ресурс: [http://www.krovlirussia.ru/rubriki/materialy-i-texnologii/moda-na-tradicii-krysha-iz-dereva-na-rynke-elitnyx-krovel] (дата обращения 1.12.2014).

18. Электронный ресурс: [http://www.freepatent.ru/patents/2486052] (дата обращения 1.12.2014).

19. Korjauskortisto KK19: Pärekatto. Museovirasto, Helsinki. 2002. P. 16

20. Holzschilden. DIN 68119:1996-09 // Deutsche norm. Berlin. 1996. P. 8

References

1. Avdashkevich, S.V., Patyakin V.I. Problems using aspen in the North-West region of Russia / S.V. Avdashkevich, V.I. Patyakin // Fifth St. Petersburg Assembly of Young Scientists and Specialists. St. Petersburg. 2000, pp 22 — 23

2. Borisov A. Yu. Aspen wood as roof construction material // Proceedings of Petrozavodsk State University Series: Natural & Engineering Sciences. 2014 — T. 1. № 8 (145). — p. 87-90.

3. Birman A. R. New uses of aspen wood and waste / A. R. Birman, N. A. Belonogova // Actual problems of forest sector development: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference December 9-11, 2008 / Vologda State Technical University. Vologda Univ VSTU, 2009. .pp. 65-66

4. Vahrameeva T. I. Methodic recommendations. Methods of restoration of monuments of wooden architecture. Section 1. Wooden roof. Petrozavodsk, 2013. 48 p

5. Gryazkin A. V. «Aspen problem» and its solutions / A. V. Gryazkin, A. P. Smirnov, A. Smirnov. // Actual problems of forest sector development: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference on December 8-10, 2009 / Vologda State Technical University. Vologda Univ VSTU, 2010. P.25-27

6. Zalegaller B. G, Dove P. V., Boiko S. P. Textbook for universities. 3rd ed., Rev., Dop.- M .: Forest. industry, 1984.—352 p.

7. Zubarev L., Litvinov V. Golovan’ G., The shingle production / L. Zubarev, V. Litvinov, G. Golovan’ // Make it yourself 1994 № 6 P. 78-82.

8. Nesterov N. S. The value of aspen in the Russian forestry / 2nd ed., M. 1894. 77 p.

9. Onegin V. I., Chubinskii A. N. Industrial use aspen wood — effective direction of sustainable forest management / V. I. Onegin, A. N. Chubinskii // Mining Institute Notes. Ecology and environmental management. 2001. Vol. 149. P.225 — 227

10. Patyakin V. I., Salminen E. O., Bit Y. A. et al. Forest exploitation: a textbook for students. Executive. Proc. institutions M. 2006. 320 p.

11. Black A. G., Ilyushenko L. V. Getting radial rough blanks // Proceedings of the higher educational institutions. Forest magazine.2006. № 3. P. 46-51

12. Chubinskii A. N., Kondakov E. N., Shcherbakov V. M. Materials from aspen and their production technology / A. N. Chubinskii, E. N. Kandakova, V. M. Shcherbakov et al. // Forest and business. 2006. № 1(21). P. 48-50

13. Shimkevich Y. B. Directory sawmilling / St. Petersburg. «Profi-Inform».2004. 200 p.

14. Electronic resources: [http://www.stf-dvt.ru/catalogue/detail/ proizvodstva_dranki_gonta_shindelya/stanok_dlya_proizvodstva_kolotoj_dranki_shs-1500_italiya/] (accessed on Day 1.12.2014).

15. Electronic resources: [http://holzschindeln.ru/nashi-proekty/item/198-skolkovo-2014.html] (accessed on Day 1.12.2014).

16. Electronic resources: [http://karjalakelo.ru/article/5] (accessed on Day 1.12.2014).

17. Electronic resources: [http://www.krovlirussia.ru/rubriki/materialy-i-texnologii/moda-na-tradicii-krysha-iz-dereva-na-rynke-elitnyx-krovel] (accessed on Day 1.12.2014).

18. Electronic resources: [http://www.freepatent.ru/patents/2486052] (accessed on Day 1.12.2014).

19. Korjauskortisto KK19: Pärekatto. Museovirasto, Helsinki. 2002. P. 16

20. Holzschilden. DIN 68119:1996-09 // Deutsche norm. Berlin. 1996. P. 8

© 2014 EopucoB A. M., KonecHHKOB r.H.

Пиломатериалы из осины | Лесная кладовая

Почему осина – дерево вполне «промышленное»? Как могут быть использованы пиломатериалы из осины? Особенности этих пиломатериалов, их достоинства и недостатки. Осиновая вагонка – где ее применяют? Как еще используют осину?

Здравствуйте, дорогой читатель!

Мнение об осине, как «сорном дереве», я уже оспаривал в первой своей статье об осине обыкновенной. И о целебных свойствах осины есть отдельный рассказ – можете прочесть здесь. Теперь – несколько подробней о том, что «осина – дерево не промышленное».

Начнем с того, что практически все спички российского производства представляют собой «соломку», нарезанную именно из осины. А это не так уж и мало. 26 крупных предприятий на территории страны произвели в 2016 году, несмотря на некоторый спад, около 3 миллионов «условных ящиков» спичек («условный ящик» – это 50 000 штук).

Почему именно осину применяют в спичечном производстве? Вовсе не потому, что «больше некуда деть». А из-за особенностей древесины этого дерева. Как Вы стали бы себя чувствовать, если зажженная спичка в Ваших руках вдруг «взорвалась», «стрельнув» угольком куда-то в сторону? С осиной подобных эксцессов не случается. Горит она ровным пламенем, причем почти без дыма.

Осина обыкновенная – особенности древесины

Немножко «теории», чтоб было понятней. В строении древесного ствола различают кору и древесину. Между ними имеется слой образовательной ткани – камбия. Клетки этой ткани, расположенные снаружи, превращаются в новые клетки коры, постоянно наращивая ее. А те, что внутри – образуют новые слои древесины.

Большую часть ствола хвойных деревьев (сосны, ели, пихты, лиственницы и др.) занимает «ядро», иначе именуемое «спелой древесиной». Эта часть ствола обладает большой механической прочностью, но клетки ее мертвы.

Только не следует путать ядро с сердцевиной. Самая центральная часть дерева занята более или менее развитой областью из клеток рыхлых и мягких.

У взрослой здоровой сосны сердцевина занимает место незначительное. Зато почти весь прочий ствол – это ядровая часть. И лишь довольно тонкий слой ближе к коре состоит из клеток живых, активно проводящих воду с растворенными в ней веществами. Здесь же циркулирует живица – сосновая смола.

Этот слой называют заболонью (другие названия – «болонь», «оболонь», «подкорье»). У хвойных заболонь – слой, занимающий лишь малую часть ствола.

У березы, осины – самых распространенных наших лиственных деревьев – строение ствола иное. Ядра здесь нет совсем, и все дерево, за исключением сердцевины и коры, представляет собой сплошную заболонь.

Клетки заболони живые, они содержат много воды. Именно поэтому свежесрубленные стволы елей и сосен можно сплавлять по воде. С березой и осиной сей «фокус» не пройдет – они просто утонут. Одновременно именно клетки заболони более подвержены действию различных вредителей – особенно паразитических грибов. Поэтому грибы-трутовики охотно селятся на лиственных деревьях, а на живых стволах хвойных их не бывает.

Причем осина наиболее привлекательна для этих грибов – она защищена даже меньше, чем береза. При активном развитии внутри ствола грибницы там образуется сердцевинная гниль, разрушающая дерево изнутри.

Означает ли это, что все осины в лесу – гнилые? Нет, конечно. Значительная их часть может быть переработана человеком в своих интересах.

Пиломатериалы из осины – их достоинства и недостатки

Каковы особенности пиломатериалов из этого дерева? Как их можно применять?

Одно из первых достоинств осины – ее быстрый рост. К 50 – 60 годам дерево достигает весьма значительных размеров. Его можно заготовлять и перерабатывать. Напомню, что ели и сосне для достижения настоящей зрелости требуется 120 – 150 лет. Так что вырубленный осинник способен восстановиться значительно быстрей, чем ельник или сосняк.

Самым главным недостатком осины следует считать все-таки то, что гнилых деревьев в осиннике больше, чем в сообществах хвойных деревьев. Поэтому до переработки осины ее следует предварительно сортировать. А это – лишние затраты, большее количество отходов. Естественно, переработчики остаются весьма недовольны.

Пиломатериалы из осины получают самые обычные: доски и брус различных размеров. Дополнительная обработка дает осиновую вагонку и погонажные изделия – наличник, потолочный и напольный плинтус, раскладку и т.д.

При сушке изделия из осины меньше подвержены короблению и растрескиванию, чем пиломатериалы из хвойных. Однако и сушить их приходится дольше, ведь воды в осине больше. Особенно это касается искусственной сушки в специальных сушилках. Сушить осиновые доски вместе с еловыми или сосновыми не следует – другие и время, и режимы сушки.

Зато правильно высушенная осина почти не подвержена гниению, даже в условиях повышенной влажности. Из нее раньше часто делали срубы для погребов и колодцев. Нынче же чаще всего дерево это применяют при строительстве бань.

Полы в банях, набранные из осиновых досок. Скамейки, обустройство банных полков в парных и помывочных отделениях – из них же. Выстрогать доски можно и на месте, самостоятельно. А можно купить уже готовые строганые изделия.

Осина не содержит смол. Для дерева это скорей недостаток, снижающий его сопротивляемость паразитам. А для нас – достоинство! Представим полок в бане, сделанный из доски сосновой. Она весьма смолиста, и при высокой температуре смола эта может выступать на поверхность. С доской осиновой подобные неприятности исключены.

Если осина растет в довольно густых насаждениях, то ее крона развивается лишь вверху. Ведь дерево очень светолюбиво. Это означает, что большая часть ствола лишена (или почти лишена) сучков. Зато если уж они имеются – то весьма крупны, и, как правило, черны. И вид доски портят, да и гнили более подвержены. Чаще всего такие участки при переработке вырезают.

Должен, впрочем, заметить, что черные гнилые сучки – не редкость и у доски сосновой.

Пиломатериалы из осины достаточно легко обрабатываются. Древесина мягкая, легко поддается различной обработке – резке, строганию, раскалыванию. Из нее порой вытачивают самые замысловатые детали. Часто используют осину резчики по дереву.

Осиновая вагонка

Один из наиболее востребованных на рынке пиломатериалов из осины – осиновая вагонка. Каковы ее особенности, и что нужно знать покупателю при ее приобретении?

Осиновая вагонка

Осиновую вагонку получают, высушив надлежащим образом осиновую доску. Толщина вагонки, как правило, 12,5 мм. Ширина может варьироваться от 85 мм и немного более. Самые востребованные длины материала – 3 м, 2,7 м, 2,1 м. Но вагонку делают от длины 1,5 м.

Если Вы хотите, чтобы купленная Вами вагонка имела оригинальный рисунок – осина не подойдет! Ее древесина довольно однородна, и рисунок весьма невыразительный. Осиновая вагонка почти белая.

Зато она, как и прочие пиломатериалы из осины, прекрасно выдерживает повышенную влажность воздуха и высокую температуру. Где у нас такие условия? Правильно – в бане.

Осиновая вагонка – идеальное изделие для внутренней отделки бань. Она не гниет, коробится меньше, чем вагонка из хвойных. Почти не растрескивается…

Практический совет. Если Вы покупаете вагонку (не обязательно осиновую) для работ наружных, рекомендую следующее.

Во-первых, купите вагонку примерно за полгода (по крайней мере за 3 – 4 месяца до производимых работ). Далее – вскройте пакеты. (Обычно вагонка продается в пакетах по 10 шт., запаянных в полиэтиленовую пленку). Вагонку разложите под навесом, или в неотапливаемом помещении (на веранде). Каждый ряд изолируйте, поместив сухие реечки (на 3 м – не менее 4). И оставьте до производства работ. Пусть купленная Вами вагонка ( ее влажность должна быть 9 – 10%), наберет влагу из воздуха. Просто потом будет гораздо меньше проблем!

Другие материалы из осины

Как еще можно использовать осину? Она легко лущится на специальных станках. Получают шпон, склеиваемый в фанеру. Из осиновой щепы можно получать прекрасную бумагу.

Многие видели (хотя бы на фотографиях) замечательные деревянные церкви – памятники народного зодчества Русского Севера. Пример классический – Китежский погост в Карелии: церкви Преображения Господня и Покрова Богородицы.

Кижский погост. Фото Evatutin

Как Вы думаете – из чего изготовлены кровли маковок этих церквей? Да из осины, конечно!

Из простых осиновых чурок кололи весьма непростую осиновую дощечку – лемех. Почему «лемех» – объяснить довольно просто. Дощечка делалась вогнутой, чтобы удобно ложить на округлые поверхности. Лемех плуга таким и был – округлым.

Еще осиновый лемех обрабатывали, придавая на концах либо клиновидную, либо треугольную форму. Или просто закругляли.

Однако это все же церкви – за них неплохо платили. А как же простые дома? Здесь делалось проще. Осиновые чурбачки расщеплялись на пластинки – получалась дранка (или гонт). Такой дранкой крылись дома, и кровля служила десятилетиями!

И при устройстве кровель – вновь учет небесполезных свойств пиломатериалов из осины. Не гниют, коробятся незначительно, не трескаются!

Несколько слов в защиту осиновых дров

Прибауток об осиновых дровах немало. Коя часть из них придумана народом – не знаю. Впрочем, все мы склонны к иронии – «и на себя, и под себя». Дело не в этом.

Вопреки неким утверждениям осина неплохо горит. Правда – только сухой! А то мне добавил много положительных эмоций автор одного, весьма популярного некогда, «боевика».

Его герой (по воле автора) вынужден скрываться от преследователей в деревне. И на второй день автор отправляет героя … готовить в лесу дрова, чтобы топить печку. Ну, типа девочка из сказок Братьев Гримм идет в лес за хворостом…

То, что в русском лесу зимой под метровым слоем снега «хвороста» не найти, а дрова для топки нужно готовить, как минимум, за полгода (в конце зимы – на зиму следующую!), подобным «авторам» не только не интересно, но и не известно.

Впрочем, Бог с ними. Кто еще не знает – любые дрова, прежде чем ими топить печку, надо нормально высушить!

Высушенные осиновые дрова горят хорошо. Загораются прекрасно – обычную растопку приготовьте из лучины, или березовой бересты.

Горят осиновые дрова ровно, без растрескивания и выбрасывания угольков. Это – несомненный плюс для топки печей и, особенно, каминов. Еще же осиновые дрова всегда ценились не только за то, что не дают сажи, но и за то, что освобождают дымоходы от сажи, осевшей при топке иными дровами (березой, сосной и др.)

А по выделению тепла осиновые дрова лишь немного уступают березовым! Грубо говоря, добавьте в топку одно – два полена, и Вы «компенсируете» эту «потерю».

Так что пиломатериалы из осины находят весьма достойное применение. Строить из них дом вряд ли разумно (хотя и не возбраняется – осиновые материалы, как правило, дешевле). Зато построить и отделать на своем участке пиломатериалами из осины баню – вполне возможно.

С уважением, Александр Силиванов

Российские ученые вывели новый сорт быстрорастущей осины

Группа российских ученых, под руководством кандидата биологических наук Константина Шестибратова, ученых Института биоорганической химии Российской академии наук и профессора Сибирского федерального университета и Геттинского университета Константина Крутовского, вывели новый сорт осины с ускоренным ростом, которая может быть востребована в лесной отрасли. Об этом ТАСС рассказали в Сибирском федеральном университете. 

«Группа российских ученых, в состав которой вошел профессор Сибирского федерального университета и Гёттингенского университета Константин Крутовский, создала новый сорт осины. Основное преимущество этого дерева состоит в его ускоренном росте. Обычная осина достигает возраста рубки в среднем к 25-30 годам, а модифицированная «созревает» через 15-20 лет. Эта особенность появилась благодаря внедрению гена гриба Penicillium canescens в геном осины», — рассказал собеседник агентства. 

Новый сорт осины будет востребован предприятиями лесной отрасли, считают авторы проекта. Его использование позволит снизить временные и финансовые затраты. Для экспериментов выбирались осины с изначально высокой скоростью роста, заложенной в их генотипе. После чего генотип модифицировали в лабораторных условиях, встроив в геном дерева один единственный ген sp-Xeg, принадлежащий грибу Penicillium canescens. Эксперимент проводился в течение двух вегетативных сезонов. Модифицированные осины выращивали вначале в тепличных условиях, регулируя температуру, освещение и влажность. Затем в условиях, приближенных к натуральным: деревья находились на открытом воздухе, но произрастали на контролируемой закрытой территории в горшках. 

Осина широко используется в целлюлозно-бумажной и вискозной промышленности. Важным критерием для деревьев, подлежащих переработке, считается их биомасса, а она, в свою очередь, связана со скоростью роста. 

Лесопромышленные предприятия региона внедряют безотходное производство для сохранения лесов

«В настоящее время для лесного сектора Новосибирской области, в котором более 60% расчетной лесосеки составляют лиственные породы деревьев, глубокая переработка лиственного компонента и производство продукции с высокой добавленной стоимостью являются приоритетными направлениями», – отметил заместитель министра природных ресурсов и экологии Новосибирской области Евгений Рыжков.

Современную площадку лесопромышленного предприятия АО «Бердский лесхоз», которое осваивает технологии глубокой переработки древесины, была представлена журналистам региона 11 декабря в ходе пресс-тура. Установка нового лесопильного оборудования по переработке низкосортной лиственной древесины дала новый импульс к развитию предприятия. В текущем году объемы переработки березы и осины выросли в два раза – до 700 куб. м в месяц, в планах 2020 года довести этот показатель до 1000 куб. м. Также журналистам был представлен пример того, как из неликвидной на вид древесины изготавливают поддоны, черенки, полки и другие виды товаров народного потребления. В работу идут даже отходы – как экологический вид топлива. 

Как рассказал заместитель министра природных ресурсов и экологии Новосибирской области Евгений Рыжков, глубокая переработка древесины дает возможность сохранить лесные ресурсы для последующих поколений и увеличить экономическую отдачу от использования каждого кубометра леса. Такая работа синхронизируется с задачами федерального проекта «Сохранение лесов» в части внедрения новых технологий, реализуемого в рамках нацпроекта «Экология». «С внедрением новых технологий по переработке мелкотоварной древесины в Северном районе лесопереработчики планируют увеличить объемы переработки по изготовлению шпона, заниматься изготовлением древесного угля. В Куйбышевском районе создана новая площадка по переработке древесины, запущены две сушильные камеры. На лесопромышленных предприятиях Ордынского, Тогучинского, Чановского и Черепановского районов активно ведутся работы по модернизации действующего деревообрабатывающего оборудования», – отметил он.

Евгений Рыжков подчеркнул, что главной целью федерального проекта «Сохранение лесов» нацпроекта «Экология» является обеспечение баланса выбытия и воспроизводства лесов в соотношении 100%. «В этом направлении в регионе ведется работа по лесовосстановлению. В текущем году работы выполнены на площади 6528 га, что составляет 105% от запланированного объема. Также проводится работа по формированию запаса семян лесных растений для лесовосстановления и лесоразведения – на начало декабря в регионе заготовлено 2637 кг семян, что составляет 109% от планового объема. Таким образом, мы успешно справляемся с выполнением целевых показателей нацпроекта» – отметил замминистра.

Для справки:
Национальный проект «Экология» реализуется в России в соответствии с Указом Президента РФ Владимира Путина от 7 мая 2018 года №204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года». Паспорт проекта в 2019 году утвержден Советом при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам.

Ключевые цели нацпроекта – эффективное обращение с отходами производства и потребления, включая ликвидацию всех выявленных на 1 января 2018 года несанкционированных свалок в границах городов, снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в крупных промышленных центрах, повышение качества питьевой воды для населения, в том числе для жителей населенных пунктов, не оборудованных современными системами водоснабжения, сохранение биологического разнообразия, в том числе посредством создания новых особо охраняемых природных территорий, экологическое оздоровление водных объектов, обеспечение баланса выбытия и воспроизводства лесов.

С подробной информацией можно ознакомиться на сайте Правительства РФ.

онлайн-испытаний Aspen HYSYS | Инженерные процессы

Подпишитесь на однодневную пробную версию, чтобы увидеть, как информация, предоставляемая последней версией Aspen HYSYS, может открыть возможности даже для самых сложных процессов или инженерных рабочих процессов.

Поэтапный анализ с технологией BLOWDOWN в Aspen HYSYS

Построенный на технологии BLOWDOWN в Aspen HYSYS, поэтапный анализ используется для завершения проектирования или проверки систем утилизации, которые определяют последовательность сброса нескольких продувочных клапанов.Начать …

Онлайн-пробная версия

Анализ влияния изменений сырья на установку перегонки сырой нефти

Aspen HYSYS с его способностью строго моделировать процессы и оборудование нефтеперерабатывающих заводов, включая дистилляционные колонны, реакторы, теплообменники, газовые заводы и многое другое, позволяет нефтепереработчикам быстро и …

Онлайн-пробная версия

Анализ помпажа компрессора в Aspen HYSYS

Динамическое моделирование более доступно с Activated Dynamics в Aspen HYSYS.Оптимизируйте одно-, двух- или трехступенчатые центробежные компрессоры с помощью готовых шаблонов для настройки нескольких сценариев и пре …

Онлайн-пробная версия

Обезвоживание и улучшение колонки кислого газа с помощью Aspen HYSYS

От расширения емкости до поиска и устранения неисправностей в колонках инженеры могут обратиться к анализу колонок, пакету очистки кислого газа и моделированию дегидратации в постоянно совершенствующемся Aspen HYSYS for top-n…

Онлайн-пробная версия

Размер предохранительного клапана в Aspen HYSYS

Для проектирования и повторной проверки систем защиты от избыточного давления инженеры могут обратиться к API-совместимому определению размеров предохранительного клапана в Aspen HYSYS со сценариями и инновационными расчетами разгрузочной нагрузки …

Онлайн-пробная версия

Анализ ингибирования гидратов в Aspen HYSYS

Метанол является мощным ингибитором гидратов, но добавление правильного количества требует знания образования и ингибирования гидратов.Aspen HYSYS, вы можете положиться на точность Ассоциации Cubic Plus …

Онлайн-пробная версия

гибридных моделей искусственного интеллекта | AspenTech

Объедините возможности моделей основных принципов, предметной экспертизы и искусственного интеллекта, чтобы расширить границы того, что возможно для обрабатывающей промышленности.

Расширяющиеся гибридные модели Aspen

Демократизировать применение ИИ для решения самых сложных проблем обрабатывающей промышленности:

• Решить проблемы, которые нельзя решить с помощью одних только первопринципных моделей
• Создавайте лучшие модели быстрее
• Более точные модели, более длинные
• Повышение эффективности прогнозирования

Посмотреть видео

Решайте более сложные проблемы

Решайте проблемы, которые не могут быть легко решены с помощью одних только моделей из первых принципов, — расширяйте ценность традиционных методов для эффективного моделирования самых сложных процессов и активов.

Создавайте лучшие модели быстрее

Предоставьте инженерам любого уровня подготовки с помощью промышленного ИИ возможность быстрого создания и развертывания точных моделей для цифровых двойников, планирования, контроля и оптимизации нефтеперерабатывающих заводов с помощью Aspen AI Model Builder ™ или непосредственно в симуляторах процессов AspenTech.

Сохраняет точные модели дольше

Гибридные модели обеспечивают лучшее представление о предприятии, сохраняя актуальность модели в течение более длительного периода времени, сокращая усилия, необходимые для поддержки модели.

Улучшение прогнозного анализа

Сочетание точности эмпирических моделей, силы моделирования первых принципов и мощности ИИ с 40-летним опытом в предметной области позволяет делать более точные прогнозы для принятия важных решений.

Гибридные модели

Aspen — это революционная технология, которая может принести огромную пользу перерабатывающей промышленности, особенно на нестабильных рынках. Прочтите этот документ, чтобы узнать:

• Какие бизнес-задачи решает эта новая технология
• Три типа гибридных моделей, которые мы представляем на рынке.
• Непосредственные области, в которых они создают ценность

Узнать больше

Осина GDOT ™

Увеличьте прибыль за счет вертикальной интеграции планирования, составления графиков и расширенного управления процессами в замкнутом цикле, теперь с помощью простого в использовании построителя моделей технологических схем.

Осина HYSYS®

Максимально увеличьте безопасность, производительность и прибыль за счет оптимизации всего объекта в единой среде с помощью точного, проверенного в отрасли моделирования и экономящих время рабочих процессов.

Aspen OnLine®

Максимально увеличьте операционную рентабельность с помощью оперативных указаний в реальном времени, используя данные в реальном времени в сочетании с моделированием процесса.

Осина ПИМС-АО ™

Повысьте скорость реагирования и гибкость с помощью самого надежного программного обеспечения для планирования производства.

Аспен Плюс®

Получите максимальную прибыль с помощью общезаводского решения для моделирования, которое сочетает в себе непревзойденную точность и инженерное сотрудничество с рабочими процессами, экономящими время.

Aspen Polymers ™

Оптимизируйте производительность, выход и качество, моделируя процессы полимеризации с использованием проверенной, ведущей на рынке технологии моделирования процессов.

Aspen Unified ™ для планирования и планирования нефтеперерабатывающих заводов

Новое поколение нашего решения по оптимизации производства ускоряет и упрощает планирование и составление графиков.

Aspen Unified PIMS ™

Повысьте скорость реагирования и гибкость с помощью самого надежного программного обеспечения для планирования производства.

Aspen Hybrid Models ™

Гибридные модели Aspen сочетают в себе искусственный интеллект и основные принципы для более быстрого создания всеобъемлющей и точной модели без значительного опыта.Машинное обучение используется для создания модели, рычага …

Документ с часто задаваемыми вопросами

Пять основных фактов о гибридных моделях

Что такое гибридная модель и для чего она нужна? В этой инфографике вы познакомитесь с «пятью главными фактами, которые нужно знать о гибридных моделях». Узнайте, насколько драматичным является гибридное моделирование на базе промышленного ИИ …

Интерактивная инфографика

Гибридные модели в энергетике: использование промышленного ИИ для решения операционных задач

Революционная инновация Aspen Hybrid Models ™ помогает энергетическим компаниям быстро разрабатывать комплексные и точные модели для решения самых сложных операционных задач.С выпуском aspenONE® V …

Вебинар по запросу

Гибридные модели в химической промышленности: использование промышленного искусственного интеллекта для решения операционных задач

Революционная инновация Aspen Hybrid Models ™ помогает химическим компаниям быстро разрабатывать комплексные и точные модели для решения самых сложных производственных задач. С выпуском aspenONE®…

Вебинар по запросу

Гибридные модели Aspen: новое поколение технологии моделирования процессов

Гибридные модели Aspen обещают новое поколение инновационного моделирования процессов. Узнайте, почему и как это изменит курс химической и углеводородной промышленности.

Блог

Расширьте границы возможностей с Aspen Hybrid Models ™

Выпуск гибридных моделей Aspen в нашем выпуске программного обеспечения V12 представляет собой важный шаг вперед для нефтегазовой, промежуточной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и специальной химии.

Блог

Гибридные модели Aspen: решение немедленных и долгосрочных проблем

Сегодня компании сталкиваются с растущим требованием быть гибкими и повышать производительность. Новаторские сегодня технологии станут основой повседневного производства в будущем.

Блог

Aspen Technology поставляет новые промышленные решения искусственного интеллекта

06.10.2020

Aspen Technology, Inc.объявила об общедоступной версии программного обеспечения aspenONE® V12, которое включает в себя искусственный интеллект (ИИ) во всем портфеле и использует облако для предоставления аналитики и аналитики в масштабах всего предприятия для повышения безопасности, устойчивости и повышения прибыльности. Решения AspenTech для промышленного ИИ демократизируют применение ИИ там, где он может принести наибольшую пользу, и являются важным шагом на пути к самооптимизирующейся установке.

«Гибридные модели Aspen ™ — крупное достижение в области химического машиностроения.«Гибридные модели — это важный шаг вперед в объединении моделей процессов AspenTech и машинного обучения, и они меняют правила игры в технологическом проектировании и улучшении производства», — сказал доктор Каруна Потдар, вице-президент Технологического центра передового опыта Reliance Industries Limited.

Решения

aspenONE® V12 обладают возможностями первой гибридной модели промышленного ИИ, специально разработанной для обрабатывающих производств и других капиталоемких отраслей. Aspen Hybrid Models ™ собирает данные об активах на предприятии, а затем применяет ИИ, основные принципы проектирования и опыт AspenTech в предметной области для создания всеобъемлющих, более точных моделей с корпоративной скоростью и масштабом.Благодаря сорокалетнему опыту AspenTech в уникальных задачах создания решений для перерабатывающих и других капиталоемких отраслей, aspenONE® V12 позволяет клиентам применять ИИ в критических процессах без дополнительных знаний в области науки о данных и предлагает лучшую поддержку для новых пользователей без глубоких знаний процессов. или опыт.

Перерабатывающие отрасли перешли на цифровую трансформацию для повышения эффективности производства и инноваций, поскольку они отвечают потребностям растущего населения и ожиданиям в отношении устойчивости.Новые решения в aspenONE® V12 решают эти уникальные задачи за счет более высокой точности моделирования, более глубокого понимания и улучшенной совокупной стоимости владения, что позволяет поддерживать растущие потребности бизнеса и использовать преимущества новой цифровой рабочей силы.

«Обрабатывающие отрасли и другие капиталоемкие отрасли испытывают новые уровни нестабильности спроса и предложения, и необходимость гибкости в реагировании на все рыночные условия требует нового подхода к оптимизации активов», — сказал Антонио Пьетри, президент и генеральный директор , Aspen Technology.«Кроме того, они сталкиваются с более высокими ожиданиями в отношении эффективности и прибыльности, а также с растущим давлением с целью достижения целей устойчивого развития. Это следующее поколение решений промышленного искусственного интеллекта изменит принципы работы перерабатывающих отраслей. Самооптимизирующаяся установка представляет собой будущее производственного превосходства, и мы продолжаем стремиться к инновациям и предоставлению решений, которые могут ускорить путь наших клиентов к этому ».

По словам Питера Рейнольдса, старшего аналитика ARC Advisory Group, «искусственный интеллект может улучшить многие производственные процессы; тем не менее, большинство компаний недостаточно хорошо подготовлены, чтобы самостоятельно использовать ИИ.Отраслевые приложения AspenTech со встроенным ИИ помогут компаниям ускорить трансформацию. В то время как другие технологические стратегии требуют, чтобы владельцы активов вкладывали средства в сложные платформы и специалистов по обработке данных, со встроенным ИИ пользователи могут сразу же приступить к работе, повышая маржу и прибыльность ».

Франческо Мура (Francesco Mura), менеджер по цифровым платформам, отдел процессов и технологий для Saras, видит преимущество обновления моделей планирования: «Aspen Hybrid Models ™ обеспечивает очень эффективное создание нелинейных моделей планирования, используя информацию из строгих моделей реакторов для нефтепереработки Aspen HYSYS и предлагая широкий спектр возможностей. обещают новый подход к обновлению моделей планирования.”

Новые функции программного обеспечения aspenONE® V12:

:

• Aspen Maestro ™ — новая возможность для Aspen DMC3 ^TM и Aspen Mtell ^® , которая позволяет быстрее автоматизировать разработку более совершенных моделей, помогая менее опытному пользователю узнать, как создать конкретную модель или агента.
• Aspen Deep-Learning IQ ™ — позволяет создавать более точные модели и прогнозы.
• Aspen Verify ™ для планирования — использует искусственный интеллект для сбора знаний и проверки соответствия плану для предотвращения дорогостоящих ошибок.
• Aspen Multi-Case ™ — с легкостью запускает тысячи сценариев моделирования одновременно, локально или в облаке, что позволяет проводить более полный анализ, позволяя использовать результаты для управления сложными операциями и более быстрого принятия более точных решений.
• Aspen Event Analytics ™ — обеспечивает быстрое понимание производственных событий. Быстрое и простое расследование непредвиденных производственных событий ускоряет принятие решений о корректирующих действиях. Отслеживает и обнаруживает события в реальном времени, чтобы обеспечить быстрое раннее вмешательство.
• Aspen MES Collaborative ™ — объединенное предприятие. Объединяет данные с архиватором корпоративного уровня и подключает небольшие сайты для устранения ненужных данных.
• Aspen Cloud Connect ™ — обеспечивает гибкое подключение с высокой производительностью и безопасностью для передачи данных с периферии в облако.
• Aspen Capital Cost Estimator Insights ™ (ACCE) — упрощает взаимодействие с пользователем с помощью встроенной интеграции с ACCE и Aspen Enterprise Insights для обеспечения визуализации и совместного рабочего процесса в гибридной облачной среде.

Aspen Hybrid Models ™ и встроенные возможности искусственного интеллекта призваны изменить то, как обрабатывающие отрасли достигают целей по повышению безопасности, воздействия на окружающую среду, надежности и прибыльности.

Из архива

Processing Вопросы и ответы: Рон Бек из AspenTech обсуждает концепцию самооптимизирующейся установки

Из-за множества проблем, с которыми сегодня сталкиваются предприятия, для них все более важно найти способ добиться успеха в непредсказуемой среде и получить конкурентное преимущество.Технологии могут быть ключом к достижению этого.

Processing недавно связался с Роном Беком, директором по энергетике в AspenTech, который объясняет концепцию самооптимизирующегося предприятия (SOP) и то, как он будет поддерживать промышленные организации в их адаптации к новым условиям, помогая им добиться большей устойчивости и улучшения бизнес-результаты.

Q: В это время повышенной неопределенности многие компании ищут технологии, которые обеспечат их операции с большей надежностью и эффективностью.Что больше всего беспокоит компании?

Рон Бек: У меня есть возможность поговорить со многими нефтеперерабатывающими, химическими и энергетическими компаниями по всему миру. Их основные проблемы связаны с преодолением экономической нестабильности и сбоев в спросе и предложении таким образом, чтобы минимизировать риски для сотрудников, избежать проблем с безопасностью процессов и защитить целостность активов. В связи с необходимостью управлять активами совершенно по-новому и поддерживать здоровье сотрудников, цифровизация, обеспечивающая гибкость, гибкость и удаленную работу, стала актуальнее для руководителей.Хотя некоторые компании были готовы к этим изменениям, большинство осознало, насколько они не готовы. Это привлекло внимание руководителей к необходимости ускорить их программы цифровизации и сосредоточить их на тех областях, в которых они поддерживают вышеупомянутые проблемы.

В: Можете ли вы объяснить, что такое самооптимизирующееся предприятие (СОП) и как эта новая технология может помочь в достижении положительных результатов для бизнеса?

Рон Бек: Самооптимизирующееся предприятие — это стратегия AspenTech, которая позволяет клиентам совершить путешествие к будущему интеллектуальному предприятию, активу или комплексу активов.Наше видение самооптимизирующегося завода — это самообучающееся, самоадаптирующееся и самодостаточное растение. Под самообучением мы подразумеваем, что завод в процессе работы учится на каждом предпринимаемом действии, учится на потоках данных, сообщающих о заводе, и учится у цифровых двойников, дающих операционную информацию. Таким образом, он улучшает свою способность раскрывать свой потенциал и даже поднимает его выше, основываясь на своих знаниях. Под самоадаптацией мы подразумеваем, что завод будет постоянно приспосабливаться к изменениям состояния самого актива, а также к внешним факторам, чтобы постоянно менять цели деятельности.Под самоокупаемостью мы подразумеваем, что предприятие будет интеллектуально контролировать состояние своего оборудования, процессов и систем на основе потоков данных и информации из этих потоков данных. Затем он предпримет корректирующие действия для обеспечения целостности актива и работоспособности оборудования, чтобы избежать или минимизировать деградацию и избежать пропуска целевых показателей заказчика.

Обратите внимание, что я сказал самоподдерживающийся, а не автономный. Такой выбор слов является осознанным стратегическим решением со стороны AspenTech.Как правило, нефтехимические активы слишком сложны, чтобы иметь возможность работать полностью автономно, по крайней мере, в течение следующих пяти-десяти лет. Вместо этого мы стремимся создать самоокупаемое предприятие. Здесь модели, аналитика и искусственный интеллект (ИИ) предоставят решения для операций, улучшений и мониторинга, которые будут работать в партнерстве с работниками, занимающимися знаниями, для увеличения общих возможностей оптимизации операций. Кроме того, это повысит гибкость актива и предприятия, устойчивость и понимание, чтобы поддержать изменчивую и неопределенную среду, с которой компании будут продолжать сталкиваться.Самооптимизирующийся завод — это не только видение и стратегия. Это план и план инновационных усилий AspenTech на следующие несколько лет. Мы уже делаем первые шаги на пути к самооптимизирующемуся предприятию и продолжим внедрять инновации согласованным образом, чтобы постепенно приносить реальную пользу отраслям, которые мы обслуживаем.

Q: Какой новый продукт разработала AspenTech в качестве первого шага к реализации СОП — не могли бы вы подробнее рассказать о том, что это влечет за собой?

Рон Бек: AspenTech только что объявила о коммерческой доступности первого решения, которое сделает самооптимизирующееся предприятие реальностью.Это решение называется Aspen Unified. 1 сентября мы представили три продукта в этом наборе решений. Это Aspen Unified PIMS (планирование), Aspen Unified Scheduling и Aspen Unified GDOT (динамическая оптимизация) Builder. Это обеспечивает три тесно скоординированных продукта, которые объединяют планирование, планирование и динамическую оптимизацию нефтеперерабатывающих заводов (и олефинов). Пользователи всех трех продуктов найдут чрезвычайно интуитивно понятный пользовательский интерфейс, который полностью соответствует трем функциональным областям.Человек может эффективно работать во всех трех областях, с минимальным дополнительным обучением и с высокой степенью продуктивности. Что наиболее важно, он обеспечивает четко скоординированное решение, так что между тремя функциями естественным образом существует прямая и обратная обратная связь. Именно эта тесная координация между этими тремя областями делает гигантский скачок вперед к самооптимизации производства. Из тестирования этого решения с несколькими клиентами мы знаем, что возможность создания ценности составляет десятки миллионов долларов за счет получения неуловимой прибыли при переработке, которую мы и клиенты называем «утечкой маржи».«Это впервые в отрасли во многих отношениях. Это первый раз, когда планирование и составление графиков были объединены в действительно унифицированной среде, а эффективность и маневренность, полученные от возможности немедленно создать график на основе экономического плана, достигаются. Это также позволяет компаниям чаще переходить к «перепланированию» производства, что сразу приближает нефтеперерабатывающий завод к передовым технологиям. изображение СОП?

Рон Бек: Промышленный ИИ — это подход AspenTech к применению ИИ в обрабатывающих отраслях.Промышленный ИИ — это сочетание науки о данных и аналитики ИИ с глубоким опытом в предметной области для разработки нового класса решений, которые гораздо более применимы и создают гораздо большую ценность, чем ИИ общего назначения.

Путем внедрения ИИ и анализа данных в модели первых принципов создаются решения, которые, во-первых, могут использоваться «обычными» работниками в компании, а во-вторых, которые сами по себе преодолевают недостатки обоих подходов. Экспертиза в предметной области обеспечивает решающие «ограждения», которые можно поставить вокруг ИИ, чтобы гарантировать, что результаты соответствуют правилам химии и физики, которые имеют решающее значение для достижения правильных выводов.Эти ограждения также имеют решающее значение для обеспечения уверенности отрасли в безопасности внедрения этих решений. Машинное обучение и аналитика обеспечивают решающую мощность и скорость для поиска закономерностей в данных, которые ускоряют понимание активов и, следовательно, помогают решать чрезвычайно сложные и трудоемкие проблемы, с которыми сталкиваются подходы, основанные на основных принципах.

Для промышленности, в частности для химической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой отраслей, где все делается в соответствии с инженерными принципами, основанными на химической инженерии и физике, промышленный ИИ позволяет по-новому взглянуть на безопасность процессов, целостность активов и лежащие в основе процессы.В настоящее время AspenTech тестирует захватывающий способ доставки промышленного ИИ с помощью гибридных моделей, сочетающих оба подхода, и недавно мы опубликовали общедоступный технический документ на нашем веб-сайте.

Q: Поддержание безопасных условий во время работы или на производственном участке невероятно важно, и это особенно актуально сейчас. Каким образом СОП выводит на новый уровень безопасность предприятия?

Рон Бек: Это отличный и важный вопрос. Новые уровни безопасности предприятия будут достигнуты в нескольких областях.

Во-первых, решения для предписывающего обслуживания и машинного обучения, представленные уже выпущенным программным обеспечением Aspen Mtell, будут играть чрезвычайно важную роль в повышении безопасности предприятия. Владельцы предприятий знают, что около 50% аварий на предприятиях происходит во время останова и запуска, особенно незапланированных остановов. Агенты предписывающего техобслуживания, которые могут определить будущее оборудование и деградацию технологического процесса за 30-60 дней, а в некоторых случаях даже за 90 дней, могут пометить необходимость принятия мер, которые могут предотвратить остановку в будущем, или, как минимум, позволить запланировать его организованный способ.Это уже доступно сегодня.

Во-вторых, инженерные модели, предоставляемые AspenTech, обеспечивают очень строгие способы проектирования и повторной проверки наличия правильных систем безопасности процесса. Это такие области, как анализ продувки деградации материала и систем сброса давления. Самооптимизирующийся завод будет эффективно интегрировать их с планами эксплуатации и выполнения завода, и даст более высокую уверенность в том, что риски безопасности избегаются. Несколько ведущих компаний начинают применять эти уже существующие модели по-новому, работая с нами.

В-третьих, предоставляя лучшие визуальные подсказки на основе искусственного интеллекта, самооптимизирующееся предприятие будет лучше синтезировать все потоки рабочих данных для определения условий риска и корректировать операции, чтобы избежать их. Это область будущего, которую мы сейчас оцениваем.

В. Экологическая устойчивость — это цель, к которой стремится большинство организаций. Каким образом СОП может минимизировать воздействие на окружающую среду, но при этом обеспечить значительную надежность и эффективность?

Рон Бек : Большинство компаний в химической и энергетической областях начинают ставить амбициозные цели в области устойчивого развития, чтобы обеспечить их вклад в обеспечение устойчивости в будущем и сохранить доступ к капиталу.Достижение прогресса в таких областях, как углеродная нейтральность, экономика пластмасс замкнутого цикла и водосбережение, являются сложными задачами. Это сложная задача оптимизации, которая требует рассмотрения активов компании, ее цепочки создания стоимости и ее возможностей.

Концепции самооптимизирующегося завода будут поддерживать компании в работе, способной достичь этих целей, а также достичь поставленных целей по доставке клиентов и прибыльности. Думать об этом относительно просто. Благодаря возможностям, которые будут доступны на самооптимизирующейся установке, а также возможностях, которые мы уже предоставляем с помощью Aspen Unified, исполнительная команда может управлять активами для достижения целей в области устойчивого развития так же, как они обеспечивают достижение целей по рентабельности, прибыли и безопасности.Это вопрос правильной постановки целей и использования расширенных возможностей для полного использования возможности управления активами и принятия решений в цепочке создания стоимости таким образом, чтобы эти цели были достигнуты.

Вопрос: По мере того, как мы ориентируемся на пандемию COVID-19, становится ясно, что удаленная работа будет оставаться краеугольным камнем нашей рабочей силы в долгосрочной перспективе. Как эта технология может расширить возможности сотрудников нового поколения, используя удаленную рабочую среду?

Рон Бек : Возможность работать во все более удаленной среде будет фундаментальным результатом всех компонентов самооптимизирующегося предприятия.Самооптимизирующийся завод будет жадно потреблять все потоки данных, доступные на предприятии. Цифровые двойники, которые являются элементом самооптимизирующегося завода, предоставят работникам либо локально на объекте, либо удаленно, видимость и понимание работы завода и выбор, который будет сделан в текущих операциях. Так что это чрезвычайно мощный инструмент для удаленной работы. По этой причине компании ускорили с нами свои проекты по внедрению цифровых двойников с использованием современных технологий.

Что касается расширения прав и возможностей нового поколения рабочих, понимание, прозрачность и визуальные ключевые показатели эффективности, которые обеспечивает самооптимизирующийся завод, обеспечат мощный механизм обучения и передачи знаний для рабочих. На простом уровне вы можете думать о цифровых двойниках в самооптимизирующейся установке как о более сложных версиях симулятора полета. Точно так же, как имитатор полета обучает пилота безопасному управлению самолетом, цифровые двойники завода обучают рабочих на более сложном уровне работе с производственными процессами и оборудованием, так что влияние каждого и каждое решение можно смоделировать; и новый работник может быстро понять последствия предлагаемого им действия и быстро получить образование и знания.

Рон Бек — директор по маркетингу в энергетической отрасли AspenTech. Он отвечал за маркетинг инженерной продукции, экономическую оценку Aspen и базовое проектирование Aspen. Он имеет более чем 30-летний опыт предоставления программных решений для обрабатывающих производств и 15-летний опыт коммерциализации технологий химического машиностроения. Г-н Бек является автором статей по ключевым отраслевым темам и выступал на нескольких публичных отраслевых мероприятиях. Он выпускник Принстонского университета в Нью-Джерси.

Разрешения | Аспен, CO

Определите, требуется ли разрешение

ТРЕБОВАНИЯ К РАЗРЕШЕНИЯМ И КОНТРОЛЬНЫЕ СПИСКИ

Запустите приложение

ВЫ ДОЛЖНЫ СНАЧАЛА ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ В ПРОДАЖЕ, ЧТОБЫ ПОДАТЬ ЗАЯВЛЕНИЕ НА РАЗРЕШЕНИЕ

Нажмите здесь , нажмите здесь. После регистрации вы получите электронное письмо с просьбой установить пароль. Примечание: Срок действия ссылки истекает через 72 часа.Если вы пропустите окно, свяжитесь с [email protected] или позвоните по телефону 970-920-5065. После того, как ваш пароль установлен, вы можете подать заявку через клиентский портал на получение вышеперечисленных разрешений.

Если вам нужна помощь, свяжитесь с [email protected] или позвоните по телефону 970-920-5065.

Процесс получения разрешений на строительство

АВТОНОМНЫЕ И ПОДПРОСЫ: Механические, электрические и водопроводные (MEP), пожарные системы и сигнализация, палатки, заборы и разрешения на вывески

• Автономные Разрешения:
  • Должны быть поданы на Портале заявителей городской системы управления разрешениями.
  • Заявления на разрешение на подписку и MEP должны включать подписанную форму соответствия требованиям ТСЖ. Заявки на разрешение, не содержащие эту форму, не принимаются. Письмо на бланке ТСЖ не является приемлемой заменой.
  • Механические разрешения, предлагающие внешние работы, должны включать в себя спецификации оборудования, план участка, показывающий предполагаемое расположение оборудования, и измерения, показывающие расстояние от предлагаемого оборудования до всех улиц.
• Дополнительные разрешения:
  • Номер основного разрешения должен быть включен в заявку.
  • Подайте заявку через систему управления разрешениями Портал заявителей .

РАЗРЕШЕНИЯ НА ЗДАНИЕ: Строительство, Строительство — Ремонт, Здание — IFFR (Внутренняя отделка и удаление приспособлений), Крыша / Замена крыши, Порядок изменения, Временная конструкция, Строительство — Поэтапно, Снос здания

Важно — Перед подачей заявки на разрешение на строительство любого типа вы должны поговорить с координатором по разрешениям.

Напишите им по электронной почте [email protected] или позвоните в Департамент общественного развития по телефону 970-920-5090 и попросите поговорить с координатором по выдаче разрешений.

• Обработка:
  1. Встреча перед подачей заявки:
     • Координатор разрешений предоставляет список предметов, которые необходимо представить вместе с заявкой.
     • Координатор разрешений проинформирует заявителей о любых разрешениях, необходимых до подачи заявки.
     • Необходимые элементы: адрес проекта, подробный объем работ, контактная информация, любые применимые разрешения.
  2. Подача документов (проверка полноты заявки):
     • Координатор разрешений просматривает документы, чтобы убедиться, что все необходимые документы представлены и заполнены.
     • Заявка принята как заполненная: Salesforce отправит кандидатам электронное письмо с уведомлением об общей сумме платы за подачу заявки и информацией о том, как просмотреть ее разбивку.
       • Разрешения, исключенные из сборов за подачу: Строительство — IFFR, Строительство — Ремонт, Заказы на изменение, Временное сооружение
     • Заявка считается неполной: Координатор разрешений предоставит заявителю информацию о необходимых дополнительных элементах для завершения подачи.
  3. Проверка разрешения:
     • После заполнения заявки на разрешение и уплаты сборов за подачу разрешения координатор переводит разрешение в статус проверки разрешения.
     • Соответствующие городские надзорные органы проверяют разрешение на соответствие всем применимым кодексам. Затем отдельные агентства либо одобряют заявку, либо публикуют комментарии по вопросам, которые необходимо решить до утверждения.
       • Экспертные агентства самостоятельно направят свои комментарии заявителю.
       • Кандидат должен подготовить один ответ на пакет комментариев, в котором рассматриваются комментарии всех проверяющих агентств.
       • Кандидаты должны загрузить на Портал кандидатов свои ответы на комментарии агентства. Кандидаты также должны уведомить координатора по выдаче разрешений, когда они загрузили свою повторную заявку.
       • Координатор разрешений обновит статус разрешения в Salesforce, что инициирует еще один раунд проверки соответствующими агентствами.
     • После того, как все контролирующие органы одобрит разрешение, координатор разрешений инициирует процесс окончательной проверки.
  4. Готово к выдаче:
     • По завершении окончательной проверки координатор по выдаче разрешений изменит статус разрешения на «Готово к выдаче».Salesforce отправит заявителям электронное письмо с уведомлением о том, что разрешение готово к выдаче и что необходимо внести плату за выдачу.
     • Заявитель должен оплатить все сборы за выдачу, чтобы разрешение могло быть выдано в течение 180 дней с даты статуса «Готово к выдаче» .
       • Если требуется пристройка, заявитель должен отправить официальное письмо главному должностному лицу здания с просьбой об этом.

Утвержденные разрешения на вывоз

• Персонал по приемке свяжется с вами, когда ваше разрешение будет готово к получению.
• Все применимые сборы должны быть оплачены до выдачи разрешения.
• Разрешение на строительство: на стройплощадке всегда должно быть:
  • Размещено оранжевое разрешение (легко просматривается).
  • Утвержденный набор чертежей с печатью (полноцветный, 24 «x 36»).

Пройти проверки

Получить сертификат занятости (CO) или письмо о завершении (LOC)

• После того, как все окончательные проверки пройдены, будет выдан CO или LOC.
• Этот процесс может занять от двух до четырех недель.
• CO или LOC будет отправлено по почте после завершения.

Модели процессов для анализа биоперерабатывающих заводов | NREL

ЭТА СТРАНИЦА ПРЕДНАЗНАЧЕНА ДЛЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭТОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОБЩЕСТВЕННОСТИ
Чтобы сохранить файлы на локальный компьютер, щелкните правой кнопкой мыши ссылку и выберите «Сохранить объект как …». Для файлов Aspen Plus BKP замените расширение имени файла «.tiff» на «.bkp».

ВНИМАНИЕ: Вся информация на этой странице подлежит отказу от ответственности.

Последнее обновление: ноябрь 2018 г.

Производство водорослей путем выращивания в открытом пруду: модель фермы по выращиванию водорослей NREL (инструмент Excel TEA)

Контакты: Райан Дэвис и Дженнифер Клиппингер

2016 Отчет о проектировании фермы по выращиванию водорослей Дэвиса и др. [PDF]

NREL 2017 Биохимический сахар Модель

Контакты: Лин Тао и Райан Дэвис

Разработка процесса биохимического преобразования биомассы в этанол (проект 2002 и 2011 гг. Отчеты)

Контакты: Лин Тао и Райан Дэвис

Отчет о проектировании, 2011 г., Humbird et al.[PDF]

DW1102A — Файлы, подтверждающие отчет о проектировании за 2011 г.

Таблицы в электронной таблице могут незначительно отличаться от таблиц в отчете из-за небольшого размера ошибки исправлены после публикации.

DW1107A — Прямой порт DW1102A для Aspen Plus V7.3

DW1111A — на основе DW1107A с удаленными зависимостями от банка данных свойств NIST.Полученные результаты немного отличаются от приведенных выше версий.

DW1910A — прямой порт DW1102A к Aspen Plus V10. Совместим с Aspen V10 и Excel 2019; результаты немного отличаются от приведенных выше версий.

2002 Отчет о проектировании Адена и др. [PDF]

I0203I — файлы, непосредственно поддерживающие Отчет о проектировании за 2002 год

J0601A — обновлен для использования AspenOne 2004 (как из командной строки, так и из графического интерфейса)

E0602A — обновлено для использования структуры HIERARCHY и AspenOne 2004 (оба из командной строки & Графический интерфейс)

Вспомогательные файлы Biochem

Модель процесса из упрощенной биомассы в этанол

Совместное преобразование кукурузной соломы в этанол с мельницей для сухой кукурузы

Ссылка на отчет о проектировании (в формате pdf)

Из древесины в водород с использованием газификатора с косвенным нагревом

Контактное лицо: Абхиджит Дутта

Ссылка на отчет о проектировании (в формате pdf) Дизайн для «текущей» технологии переработки гудрона

Дизайн для технологии риформинга гудрона «Цель»

Вспомогательные файлы

Биодизель LCA

Отчет

: инвентаризация жизненного цикла биодизеля и нефтяного дизельного топлива для использования в городском автобусе

TEAM файлы

Древесина к смешанным спиртам

Контактное лицо: Абхиджит Дутта

Ссылка на отчет (формат pdf)

Вспомогательные файлы

Ex situ и In situ модели каталитического быстрого пиролиза

Контактное лицо: Абхиджит Дутта

Упрощенные модели ex situ и in situ каталитического быстрого пиролиза, основанные на отчете о проектировании 2015 г., подготовленном Dutta et al.

Следующие модели распространяются под Стандартной общественной лицензией GNU. Для использования программного обеспечения Aspen Plus и Microsoft Excel вам потребуется отдельная лицензия. пакеты для запуска моделей.

Ex situ

на месте

Wood и Aspen Technology образуют партнерство, чтобы предоставить оптимизированное для предприятия решение для управления производительностью

Aspen Technology и Wood Group объявили о новом партнерстве, в рамках которого клиентам Wood будет предложена технология Aspen Mtell® Assessment Performance Management (APM) для прогнозного и предписывающего обслуживания.

Партнерство позволит глобальным предприятиям улучшить производительность своих производственных и производственных активов с помощью решения для технического обслуживания, основанного на промышленном искусственном интеллекте и машинном обучении. Aspen Mtell анализирует исторические и оперативные данные об эксплуатации и техническом обслуживании, чтобы обнаружить точные сигнатуры отказов, которые предшествуют деградации активов и поломкам, прогнозировать будущие отказы и предписывает подробные действия по устранению проблем.

«Компания Wood хорошо понимает потребности наших клиентов в оптимизации производительности и реализовала уникальную возможность предоставить решение, которое поможет повысить производительность активов и заблаговременно выявлять потенциальные проблемы», — сказал Прабу Партхасарати, вице-президент Wood по интеллектуальным операциям.

Даррен Мартин, технический директор компании Wood, сказал: «Мы рады включить AspenTech в нашу экосистему стратегического партнерства, чтобы открыть инновационные технологические решения для решения проблем наших клиентов. Aspen Mtell является частью наших подключенных программ операций и обслуживания, которые позволят нашим клиентам обнаруживать закономерности в рабочих данных, позволяя им принимать предписанные меры и избегать незапланированных простоев. Вместе мы стремимся повышать ценность с помощью цифровых двойников на протяжении всего жизненного цикла активов, работая над оптимизацией производительности активов, мониторингом и контролем в любой среде.”

«Ценность профилактического и предписывающего технического обслуживания — это гораздо больше, чем просто прогнозирование отказов на крупных ротационных активах», — сказал Грег Мейсон, старший вице-президент и генеральный менеджер APM, Aspen Technology. «Компании, которые действительно сосредоточены на устранении инцидентов, связанных с безопасностью и окружающей средой, связанных с отказом оборудования, в дополнение к предотвращению производственных потерь, понимают необходимость наличия всеобъемлющей культуры профилактического обслуживания на всем предприятии. Для этого требуется масштабируемая аналитическая технология, ресурсы, необходимые для развертывания для масштабирования, и опыт для управления изменениями.Я рад сообщить, что партнерство AspenTech и Wood вокруг решения Aspen Mtell обеспечивает эти три уникальные возможности, необходимые для масштабирования контекстуализированного ИИ в обрабатывающих отраслях ».

Авторские права © 2019. Все рыночные данные предоставлены Barchart Solutions. Фьючерсы: задержка не менее 10 минут. Информация предоставляется «как есть» исключительно для информационных целей, а не для торговых целей или советов. Чтобы увидеть все задержки обмена и условия использования, см. Отказ от ответственности.

	Редакционный комментарий — Адриенн Блюм Столкнувшись с неопределенностью регулирования, конкуренцией со стороны возобновляемых источников энергии и растущими призывами к декарбонизации, операторы трубопроводов природного газа изучают добавление водорода в свои сети для производства низкоуглеродного метана и проверяют способность своего оборудования обрабатывать h3 / метановые смеси.
	В центре внимания отрасли: Трубопровод EastMed сталкивается с техническими проблемами и конкуренцией -Юджин Герден Результат проекта трубопровода EastMed — запланированный подводный трубопровод протяженностью 1900 км (1180 миль), который будет поставлять в Европу 9–12 млрд м3 природного газа. газ из Восточного Средиземноморья — за ним пристально следят многие на мировой арене.
	Региональный фокус: плавучий сектор СПГ в Африке надеется восстановить свои позиции после пандемии -Shem Oirere Стремление использовать запасы природного газа в Африке способствует производству энергии с низким уровнем выбросов и эффективной монетизации маржинальных и небольших газовых месторождений.

Оптимизация пропускной способности трубопроводов и газовых заводов

Зарегистрируйтесь сейчас

Многие процессы в нефте- и газопроводах и на перерабатывающих предприятиях зависят от поддержания определенных температур и давлений, при которых технологические жидкости являются жидкостями или газами. Кроме того, в любое время, когда вода является компонентом технологической жидкости, гидраты могут образовывать и закупоривать трубопроводы и сосуды. Узнайте, как решение Sensia по оптимизации пропускной способности позволяет операторам и системам управления «заглядывать внутрь» процесса в режиме реального времени, чтобы понять, где работает предприятие в отношении критических физических констант, включая фазовый диапазон и температуру гидратов.