Мини-завод в лесу: производство эфирных масел

09.08.2017

При расчете стоимости древесины на корню принято учитывать только стволовую древесину. Вместе с тем на кроновую часть приходится от 30 до 40 % от общего объема биомассы дерева.

На современном уровне развития лесозаготовительного производства в Российской Федерации в подавляющем большинстве случаев кроновая часть заготовленных деревьев остается в лесу, реже используется для получения топливной щепы или при строительстве лесовозных усов.

Между тем специалисты в области лесопользования знают, что ассимиляционный аппарат деревьев (в просторечии хвоя или листья) представляет собой кладезь полезных продуктов, производство которых не требует капитальных вложений. В этой публикации мы расскажем об одной современной технической разработке, позволяющей получить готовую продукцию в условиях лесосеки.

ЭКОНОМИМ НА ТРАНСПОРТИРОВКЕ
В настоящее время постоянно увеличивается спрос на эфирные масла сосны обыкновенной (лат. Pinus sylvestris) и ели обыкновенной (лат. Picea abies). Традиционно этот продукт получают в цехах комплексной переработки древесной зелени (ДЗ) в едином технологическом потоке с производством экстрактивных веществ. ДЗ сосны и ели содержит небольшое количество эфирных масел, поэтому производство одних только масел в стационарных условиях экономически невыгодно.

Технологические процессы лесосечных работ с использованием валочно-пакетирующих машин, тракторов с пачковым захватом и процессоров на верхнем складе, а также с использованием бензиномоторных пил, трелевкой деревьев с кроной и делимбером на верхнем складе позволяют концентрировать биомассу кроны деревьев, в том числе ДЗ, у автодороги. При использовании харвестера и форвардера можно специальными подборщиками формировать концентрированные кучи порубочных остатков и подвозить их к дороге.

В условиях низкой концентрации лесосечного фонда, когда лесосеки рассредоточены на больших территориях, сбор и транспортировка ДЗ в стационарные цеха переработки затруднены. Кроме того, не решен вопрос использования ДЗ после отгонки эфирных масел, в результате там быстро накапливаются отходы.

В связи с вышеизложенным была поставлена цель разработать небольшую передвижную установку для отгонки эфирного масла на месте концентрации ДЗ у автодорог. В качестве топлива предусмотрено использовать древесину сучьев и веток, а для охлаждения изотропной смеси паров воды и масел – воздух от вентилятора, работающего от аккумуляторной батареи. Устанавливать оборудование предусмотрено на автомобильный прицеп.

Основные расходы составляет транспортировка ДЗ до места переработки, при крайне низком коэффициенте полнодревесности воза
Производство эфирных масел.jpg

С ТОЧНОСТЬЮ ДО МИЛЛИМЕТРА

Передвижная установка для получения эфирных масел в условиях лесосеки состоит из генератора пара, двух дистилляторов (емкости для ДЗ), конденсатора, флорентины и ящика для использованного материала. Установка работает с замкнутым циклом водопользования, флорентинная вода используется для производства пара, что снижает энергозатраты и повышает выход эфирных масел.

Параметры технологического процесса перед промышленным производством установки были проверены на базе экспериментального стенда.




Технические характеристики оборудования:
1. Тип оборудования – передвижное, монтируется на прицепе автомобиля.

2. Прицеп – типа RB-22384A:
2.1. Грузоподъемность, кг – 2100;
2.2. Размер платформы, мм: - длина – 4400; - ширина – 1900; - высота – 200;
2.3. Масса, кг – 500.

3. Дистиллятор:
3.1. Количество дистилляторов, шт. – 2;
3.2. Объем, л – 376;
3.3. Габаритные размеры, мм:
- площадь основания – 1000 × 1000;
- высота – 2050;
3.4. Масса, кг – 115.

4. Генератор пара:
4.1. Производительность, расчетная, кг пара/час – 40;
4.2. Температура пара, оС – 111;
4.3. Топливо – древесина;
4.4. Потребление топлива, кг/час – 19 (свежесрубленная древесина);
4.5. Габаритные размеры, мм:
- длина – 2400;
- ширина – 530;
высота – 3000;
4.6. Масса, кг – 445.

5. Конденсатор:
5.1. Охлаждающий агент – воздух;
5.2. Мощность охладителя, кг пара/час – 40;
5.3. Площадь охлаждающей поверхности, м2 – 0,108;
5.4. Габаритные размеры, мм:
- длина – 750;
- ширина – 500;
- высота – 2030;
5.5. Масса, кг – 69.

6. Флорентина:
6.1. Объем, л – 25;
6.2. Габаритные размеры, мм: - длина – 420; - ширина – 360; - высота – 755;
6.3. Масса, кг – 26.

7. Ящик для использованного материала:
7.1. Количество, шт. – 2;
7.2. Объем, литры – 480;
7.3. Габаритные размеры, мм: - длина – 1200; - ширина – 800; - высота – 400;
7.4. Масса, кг – 41.

8. Платформа:
8.1. Габаритные размеры, мм: - длина – 4460; - ширина – 2500; - высота – 180;
8.2. Масса, кг – 192.

9. Габаритные размеры оборудования совместно с прицепом, мм:
- длина – 5300;
- ширина – 2500;
- высота – 3520.

10. Общая масса, кг – 1750.

* Оборудование комплектуется разборным тентом для защиты от осадков.

Технологические параметры оборудования рассчитаны для работы при температуре воздуха от -10 до +20 оС.

ВРЕМЯ ПОШЛО!
Начиная с загрузки емкостей (вода, ДЗ, топливо), один цикл составляет порядка 3 часов, из них сам процесс выпаривания – около 2 часов, при мощности охладителя 40 кг пара/час.

Время цикла зависит от многих параметров – от состояния исходного материала до физического состояния оператора (операторов). Теоретически достаточно одного оператора, но, принимая во внимание требования техники безопасности и возможность значительно сократить время подготовительно-вспомогательных работ, в идеале необходимы два оператора (оператор/оператор или оператор/водитель).

Для измельчения (подготовки) материала используется измельчитель ДЗ с ручным приводом. Возможно использование топора или мачете.

Хвоя не отделяется полностью, используется вместе с небольшими веточками. Отработанный материал оставляется на месте. Разборка или сборка оборудования занимает около получаса.

Таким образом, после прибытия установки на место определяется площадка и разворачивается оборудование, заливается и кипятится вода, подготавливается (измельчается) и загружается ДЗ, пропускается пар через один дистиллятор, затем – через второй дистиллятор и освобождается/загружается первый, и т. д.

Расчеты показали, что годовой экономический эффект составляет около 6500 евро, при условии, что среднее расстояние поставки сырья в стационар составляет 30 км, а цена оборудования – приблизительно 12 000 евро.

При таком уровне производства из тонны свежезаготовленной ДЗ можно производить и продавать продукцию на сумму 1000–1100 евро.

Игорь Гусарев
Каспарс Спалвис


ВОЗМОЖНЫЙ РЫНОК СБЫТА
К примеру, в Латвии эфирные масла покупают производители лекарственных средств, которые затем распространяют их в мелкой расфасовке по 50–100 мг через аптечную сеть для дезинфекции жилых помещений и профилактики простудных заболеваний. Эффективность применения эфирных масел сосны выше, чем пихтового масла.

Наиболее популярные на рынке продукты из ДЗ:

  • напиток здоровья «Ho-Fi», или водный раствор хлорофиллина натрия; зарегистрирован как БАД, рекомендуется для восстановления состава крови после химической и радиационной терапии, для укрепления иммунной системы;
  • препарат «Силбиол», обладающий антимикробными и противовирусными свойствами; применяется для производства медицинских, косметических средств и товаров бытовой химии;
  • карамель «Силвасепт» для профилактики заболеваний полости рта и горла, для лечения простудных заболеваний; зарегистрирован как БАД;
  • «Фитоэколс» – новое, выделенное из хвои сосны и ели средство защиты растений с фунгицидными, инсектицидными и репеллентными свойствами; препарат безвреден для людей, животных и окружающей среды, разрешен для применения в биологических хозяйствах.
Актуальные темы свежего номера
Лесопользование
Технологии лесозаготовок
События