2020-06-30
191
Контрольная работа
Выполнила студентка V курса
72 группы
факультета лесного хозяйства
Сотникова Н.С. (167236)
Проверил
Мартынова Н.
Нижний Новгород, 2020 г.
Содержание
1. Газификация древесины………………………………………………..3
2. Получение хлорофило-каротиновой паты……………………………4
3. Канифольно-экстракционное производство………………………….6
4. Размножение пчел. Практическая работа с пчелами………………..11
5. Требования к сырьевой базе подсочки берёзы………………………15
Список литературы……………………………………………………….26
1. Газификация древесины.
Газификация древесины – это процесс ее превращения в газообразное топливо, которое имеет ряд преимуществ перед твердым: возможность транспортировки на дальние расстояния, легкость регулировки процесса горения, хороший процесс горения и высокая температура пламени. Реакция образования генераторного газа выражается уравнением:
2С + О2 = 2СО + 58 ккал
и идет при ограниченном доступе воздуха, достаточном только для образования окиси углерода. При избыточном поступлении воздуха образуется двуокись углерода СО2.
При введении водяного пара в газогенератор его реакция с углеродом идет с поглощением тепла при t > 900 С:
С + Н2О = СО + Н2 – 29 ккал.
При температуре менее 900 С реакция имеет вид
С + 2Н2О = СО2 + 2Н2 – 19 ккал.
Кроме того, углерод может взаимодействовать с СО2:
С + СО2 = 2СО ± 39 ккал,
а в слое раскаленного угля реакция идет в сторону образования окиси
углерода.
Различают два основных процесса газификации – прямой и обращенный.
При прямом процессе воздух вводится снизу зоны горения и поток газов направлен вверх, продукты сухой перегонки (органические кислоты, спирты, смолистые вещества, углекислый газ) не сгорают и могут быть извлечены в очистной системе. При обращенном процессе воздух вводится выше зоны горения, а продукты газификации отводятся снизу. В данном случае продукты сухой перегонки сгорают и газ не требует очистки.
2. Получение хлорофило-каротиновой паты
Реакция нейтральная; запах — присущий хвое; цвет — желтовато- или буровато-зеленый. Состав пасты сложен и не вполне еще изучен.
Остановимся кратко на описании модернизированной технологической схемы получения хвойной хлорофилло-каротиновой пасты, описанной и предложенной в 1969 г. А. Л. Агранат, Р. А. Барановой, С. М. Гурулевым, Ф. Т. Солодким. Технологический процесс заключается в следующем. Техническая зелень раздавливается на вальцах и загружается в экстракторы при помощи подъемника. По окончании загрузки в подогреватели каждого экстрактора насосом подается бензин и производится нагрев глухим паром с давлением от 2 до 4 атм.
Пары бензина из подогревателя поступают в экстрактор. В первый момент происходит конденсация паров бензина на холодной технической зелени. Затем пары бензина вместе с парами влаги, содержащимися в хвое, проходят в конденсаторы-холодильники, где конденсируются. Стекающая флегма извлекает из технической зелени растворимые в бензине вещества. Процесс экстракции бензином длится 3,5 ч.
После окончания экстракции бензиновый экстракт перекачивается в отстойники. В один отстойник поступает одновременно экстракт из трех экстракторов. Экстракт стекает не сразу, так как задерживается на хвое, поэтому рекомендуется дополнительное отстаивание его в течение 1 ч в экстракторе, после чего отстоявшийся экстракт перекачивается в отстойник. В экстрактор подается острый пар для отдувки бензина. Бензино-водные пары поступают в конденсаторы-холодильники. Разделение бензина и воды происходит во флорентине. Бензин из флорентины поступает в бак, вода через бензоуловитель — в канализацию. Отработанная техническая зелень выгружается в ручную тележку, подводимую по рельсам под экстрактор, и вывозится из цеха.
При естественном охлаждении бензиновый экстракт отстаивается в отстойнике в течение 24 ч. При этом отделяется вода и выпадают воскообразные продукты. Вода спускается вместе с механическими примесями, а бензиновый экстракт фильтруется от воскообразных продуктов и насосом подается из отстойника в перегонный куб, где происходит отгонка бензина от смолистых веществ сначала глухим, а затем глухим и острым паром. Пары бензина и воды поступают в конденсатор-холодильник и во флорентину. В конце периода отгонки во флорентину идет бензино-эфирная масляная фракция (ТЭМ-сырец) в отношении ТЭМ-сырец: вода — 1:25. Отгонка продолжается до тех пор, пока в отгоне будут следы масла. ТЭМ-сырец из флорентины поступает в сборник. Полученные в кубе смолистые вещества сливаются в омылитель, куда подается 40%-ная натриевая щелочь из мерника и горячая вода из мерника, процесс омыления протекает при температуре 80—90°С и перемешивании. Паста после получения сливается в тару.
Есть и другой метод получения пасты, предложенный Ф. М. Медниковым, по которому паста изготовляется на установке непрерывного действия. Первая такая установка внедряется в Тетеревском лесхоззаге на Украине.
3. Канифольно-экстракционное производство.
Производство канифоли и скипидара из осмола состоит из следующих основных операций: измельчение осмола в щепу, экстрагирование смолистых веществ из щепы, переработка экстракта (мицеллы) на канифоль, скипидар и флотационное масло. Принципиальная схема канифольно-экстракционного производства дана
Основным сырьем для канифольно-экстракционного производства служит зрелый пневый осмол, содержащий не менее 13 % (от веса осмола 20%-ной влажности) канифоли и 3-5 % скипидара, терпеновых спиртов и др. Смолистые вещества зрелого пневого осмола существенно отличаются от живицы. Твердая часть смолистых веществ живицы на 95 % состоит из нормальных смоляных кислот и содержит лишь 4- 5 % неомыляемых. В экстракционной сосновой канифоли наряду с нормальными смоляными кислотами и нейтральными веществами (неомыляемыми) присутствуют жирные кислоты (около 12 %) и продукты окисления (2-10 %). Содержание жирных кислот в заболони значительно больше, чем в ядре. Поэтому с увеличением срока созревания осмола количество жирных кислот в нем снижается, а количество окисленных веществ увеличивается. Летучая часть смолистых веществ осмола также существенно отличается от жидкой фракции живицы. В экстракционном скипидаре меньше пиненов и больше ∆3 -карена. Кроме того, в нем содержатся в небольшом количестве высококипящие продукты, например терпеновые спирты, являющиеся основной составной частью флотационного масла. Качество и выход канифоли, скипидара и флотационного масла зависят от характера исходного сырья. При переработке свежего осмола получается канифоль с пониженной температурой размягчения (46-48 С), скипидар с большим содержанием пинена и совсем не получается флотационное масло.
Смолистые вещества из осмола извлекаются разбавленными растворами едкой щелочи (NaOH) или органическими растворителями (бензин). В первом случае канифоль омыляется и извлекается в виде канифольного мыла, а во втором извлекается неизмененная канифоль. Сущность экстракции основана на процессе диффузии, при которой смолистые вещества из раствора высокой концентрации перетекают в раствор меньшей концентрации, непрерывно омывающий щепу. В настоящее время на всех отечественных заводах в качестве растворителя применяют бензин.
Факторы, влияющие на процесс экстракции. Эффективность экстракции зависит от многих факторов. Наиболее существенными из них являются нижеследующие (Славянский, Медников, 1970).
1. Вид и степень измельчения осмола. Осмол измельчают на дисковых или барабанных рубильных машинах в щепу, которую сортируют, а крупную щепу доизмельчают на молотковых дробилках. В результате получается щепа размерами от 5 до 25 мм по длине волокна.
Чем мельче фракции осмола, тем больше извлекается из него смолистых веществ. Так, из щепы более 20 мм по длине волокна извлекается 59 % смолистых веществ, а из щепы длиной 5 мм – 79 %. Эффективность извлечения смолистых веществ через поверхность уменьшается в следующем порядке: торцевая – тангентальная –радиальная. Тангентальная поверхность эффективнее радиальной на 10-15 %.
2. Влажность древесины. Лучше извлекать смолистые вещества из воздушно-сухого осмола. При большой влажности осмола его кипятят с растворителем. Вместе с растворителем отгоняется и влага.
3. Смолистость осмола. Чем богаче осмол смолистыми веществами, тем больше их будет извлечено, так как остаточная смолистость щепы одинаковая (3,5-5,5 %) относительно обессмоленной сухой древесины.
4. Температура. С повышением температуры растворимость смолистых веществ в растворителе возрастает. Вместе со смолистыми в раствор переходят и другие вещества. При высокой температуре смоляные кислоты окисляются с образованием продуктов темного цвета. Оптимальная температура экстракции при давлении 4-5 атм – 120-150 С.
5. Давление. Давление ускоряет пропитывание щепы, но замедляет выход смолистых веществ из щепы наружу. Давление в экстракционной батарее, которое не мешает извлечению смолистых веществ из щепы, составляет 4-5 атм. Для большей эффективности экстракции давление можно чередовать с вакуумом.
6. Гидротермические условия. Смолистые вещества из щепы извлекаются лучше, если растворитель циркулирует, а не неподвижен.
7. Время экстракции. Количество извлеченных смолистых веществ зависит от времени экстракции. Вначале, когда разница в концентрациях смолистых веществ в щепе и растворителе значительная, процесс диффузии идет быстрее, а к концу экстракции замедляется. Время экстракции при батарейно-противоточном методе составляет 5-7 ч и определяется экономической целесообразностью.
8. Растворитель. К растворителю предъявляется довольно много требований. Вот некоторые из них:
- высокая растворяющая способность;
- низкая удельная теплота испарения;
- относительно низкая температура кипения;
- невозможность смешивания с водой;
- химическая стойкость при многократном использовании;
- отсутствие токсичности и корродирующих свойств;
- взрывобезопасность; - невысокая плотность;
- доступность по цене и наличие в массовом производстве.
Способы экстракции. В промышленной практике применяются три способа экстракции: периодический, батарейный и непрерывный.
При периодическом способе щепу в экстракторе заливают растворителем. После настаивания мицеллу сливают. Процедура повторяется 4-5 раз. Получается много мицеллы с низким содержанием смолистых веществ.
Батарейно-противоточный способ применяется на большинстве заводов. Растворитель непрерывно подается насосом в хвостовой экстрактор и проходит последовательно несколько экстракторов, соединенных в батарею. Мицелла сливается из головного экстрактора, который заполнен свежей щепой. Свежую щепу загружают с транспортера, а отработанную выгружают в бункер, из которого она идет на дальнейшую переработку. Общее число экстракторов в батарее 6-10 шт. Процент извлечения смолистых веществ приблизительно равен 90.
Непрерывный способ экстракции может производиться тремя методами:
- погружением перемещаемого экстрагируемого материала (щепы) в противоточно движущийся растворитель;
- орошением растворителем экстрагируемого материала, который перемещается каким-либо конвейером. При этом наиболее обессмоленная щепа орошается чистым растворителем, а свежая – мицеллой;
- фильтрацией-экстракцией, при которой щепа перемешивается со слабой мицеллой и окончательно обессмоливается на конвейере экстрактора-фильтра путем отсоса мицеллы и ступенчатого орошения на фильтре слабой мицеллой и чистым растворителем.
Переработка мицеллы. Мицелла представляет собой смесь бензина (90-92 %), скипидара (1-2 %), летучих масел (0,5 %), канифоли (7-8 %).
Переработка мицеллы заключается в отгонке от нее растворителя путем испарения. Упаренная мицелла содержит около 70 % канифоли, 17 % скипидара и летучих масел, 13 % тяжелых фракций растворителя.
Уваривание канифоли осуществляется при температуре 160- 170 С на специальных колоннах под вакуумом.
В результате переработки мицеллы получают регенерированный растворитель, товарную канифоль и скипидар-сырец.
Скипидар-сырец разделяют на составляющие части ректификацией под вакуумом на установках периодического или непрерывного действия. Получают рабочий растворитель, товарный экстракционный скипидар и флотационное масло.
По внешнему виду флотационное масло представляет собой светло-желтую маслянистую жидкость. Выпускается трех сортов: высший, первый и второй. Полученная экстракционная канифоль осветляется различными способами, например с применением селективных растворителей (фурфурол). Осветленная канифоль имеет кислотное число 160-164 мг/л, температуру размягчения 59-60 0 С, а по цветности относится к эталону «Н» и выше.
Из 1 скл. м 3 осмола получается 40 кг канифоли, 10 кг скипидара, 2 кг флотационного масла.
Себестоимость и трудозатраты на получение 1 т экстракционной канифоли, по данным Н.Ф. Комшилова (1965), ниже, чем на получение живичной соответственно в 2,6 и 5 раз.
4. Размножение пчел. Практическая работа с пчелами.
Размножение у медоносных пчел включает два самостоятельных процесса: размножение пчел как биологических особей и роение – создание новых семей.
Органы размножения у всех особей пчелиной семьи находятся в брюшке. Матка имеет два хорошо развитых яичника со 180-200 и более яйцевыми трубочками в каждом. В этих трубочках зарождаются и развиваются яйца. Сперма из парных семенников трутня после спаривания с маткой поступает в ее семяприемник и хранится в нем в течение всей ее жизни. При откладывании маткой яиц в ячейки или мисочки (основание будущих маточников) в них из семяприемника проникают по 8-12 сперматозоидов. Один из этих сперматозоидов сливается с ядром яйцеклетки, и яйцо становится оплодотворенным. При откладывании яиц в трутневые ячейки сперматозоиды не выделяются, и яйцо остается неоплодотворенным.
У рабочих пчел в яичниках имеется лишь несколько слабо развитых яйцевых трубочек. У них нет семяприемника, и они не могут спариваться с трутнями. Иногда при отсутствии в улье матки рабочие пчелы могут откладывать небольшое количество неоплодотворенных яиц, из которых появляются только трутни. Таких пчел называют трутовками.
После откладывания маткой в ячейки яиц и выхода из них личинок эти ячейки запечатывают проницаемыми для воздуха крышечками из смеси воска и пыльцы. В этих ячейках личинки превращаются в куколок. Яйца и личинки в незапечатанных ячейках называются открытым расплодом, а запечатанные личинки и куколки – печатным расплодом. Полный цикл развития матки при нормальных условиях составляет 16 дней, рабочей пчелы – 21 день и трутня – 24 дня.
Практическая работа с пчелами.
Современная наука о пчелах и опыт работы пчеловодов позволяют активно воздействовать на жизнь и работу пчелиной семьи, что положительно сказывается на объеме получаемой продукции. Пчеловод путем создания определенных условий может воздействовать на проявление пчелами того или иного инстинкта путем создания для них благоприятных условий, в которых наиболее полно с точки зрения пчеловода проявляется этот нужный для него инстинкт.
Для получения оптимальной отдачи от пчелосемей за пчелами необходимо ухаживать. Уход связан с периодическими осмотрами пчелиных семей, но делать это надо аккуратно, стремясь как можно меньше их беспокоить и возбуждать, чтобы пчелы не жалили и не прекращали работы в улье. Для этого необходимо строго выполнять правила обращения с пчелами, выработанные многолетней пчеловодческой практикой.
Для осмотра пчелиной семьи необходимо подготовить лицевую сетку для защиты лица и головы от ужаления пчел. В качестве сетки можно использовать черный тюль, который позволяет хорошо видеть не только пчел на себе, но и содержимое ячеек. Волосы на голове пчеловода должны быть закрыты, чтобы в них не запутались пчелы и своими специфическими звуками не возбуждали других летающих вблизи пчел.
При работе с пчелами на пчеловоде должен быть белый (светлый) халат или комбинезон. Стараться избегать осмотра пчелосемей в прохладную, пасмурную или ветреную погоду и в период отсутствия (резкого прекращения) медосбора.
На пасеке лучше всего работать в тихие теплые солнечные дни в первой половине дня, а при жаркой погоде – рано утром. Пчелы очень не любят резкие, возбуждающие их запахи, особенно запах пота, резких духов, лука, чеснока, алкоголя.
Перед осмотром семей разжигают дымарь, используя в качестве источника дыма гнилое сухое дерево или высушенный коровий помет. Для удобства осмотра содержимого ячеек необходимо занять такое положение, чтобы солнце светило на вынутый из улья сот. При этом не следует становиться напротив летка, чтобы не раздражать пчел, не мешать их лету и проникновению в леток.
Открыв улей, сняв потолок или холстик, из дымаря вдоль рамок (но не в глубь гнезда) пускают несколько клубов дыма. При неблагоприятной погоде еще до осмотра дым пускают в улей через леток. Далее стамеской отодвигают одну-две крайние рамки, чтобы отделить прикрепленные прополисом плечики рамок к фальцам передней и задней стенок улья. Освобожденные таким способом рамки можно легко вынуть из улья, ухватив пальцами обеих рук за плечики. При этом вынутую рамку с пчелами надо держать над ульем, чтобы случайно сорвавшаяся с сота пчела или матка, а также стекающий мед не оказались вне улья.
Детальный осмотр пчелосемей следует проводить лишь в тех случаях, когда необходимо точно знать их состояние или выполнить работу на всех сотах, например, отыскать матку, уничтожить маточники, удалить старые соты, обследовать состояние расплода. Во всех других случаях достаточно внешнего осмотра летка и гнезда семьи без вынимания сотов. Например, на наличие в семье матки указывает спокойное и деловитое поведение пчел у летка и в улочках при осмотре их сверху открытого гнезда. При воздействии на пчел дымом возникший гул быстро стихает. Если же в улье матки нет, то возникает особый сравнительно громкий и долго не стихающий гул пчел.
Необходимо периодически, особенно весной и осенью, заменять гнездовые соты, поскольку сот пригоден для выведения в его ячейках лишь 12-15 поколений пчел.
Пчелы обычно очищают лишь стенки ячейки от прилипших к ним коконов личинок, а донышки не очищают. Это вызывает уменьшение объема ячеек, и из них выходят мелкие пчелы. Кроме того, на донышках ячеек накапливаются экскременты личинок, в которых могут находиться возбудители болезней пчел и расплода. Поэтому соты, освобождающиеся из ульев, сортируют и все старые и неправильно отстроенные выбраковывают. Пригодность сота определяется рассматриванием его на свет. Если донышки ячеек пропускают свет, сот считается пригодным для дальнейшего использования. Если же донышки не просвечивают, то сот вырезают для перетопки на воск, а рамку оснащают вощиной для отстройки нового сота.
5. Требования к сырьевой базе подсочки берёзы.
Практикуются различные способы добывания березового сока. При добывании его для собственных нужд иногда надламывают сучок березы и опускают его в месте надлома в бутылку, которую подвязывают к сучку. Часто ствол березы просто надсекают несколько раз топором и под отверстия пристраивают лоточек из тут же содранной бересты или вставляют в отверстие соломинку, трубочку из коры и пр. Такие способы, конечно, ни в коем случае рекомендовать нельзя, так как они часто ведут к массовой порче деревьев. Чтобы вести подсочку без вреда для дерева, нужно соблюдать определенные правила.
Массовая подсочка требует культурного и хозяйственного обращения с лесом и правильной организации всей работы. В настоящий момент можно предложить следующий способ добывания березового сока.
