Содержание к диссертации
Введение 6
1 Древесные отходы хвойных пород и их практическое 10
использование
1.1 Запасы древесных отходов 10
-
Лесосечные отходы, их сбор и транспортировка 12
-
Сырьевые возможности коры 15
-
Использование биомассы кедра 18
1.2 Утилизация древесных отходов 20
-
Древесные отходы как сырье для получения эфирных 22 масел
-
Экстракция органическими растворителями 24
-
Экстракция сжиженными газами 26
1.3 Технология переработки древесных отходов в России и 29
Красноярском крае
1.3.1 Переработка древесных отходов с получением 29
эфирных масел
1.3.2Технология экстракции органическими растворителями 31
1.3.3 Экстракция сжиженными газами 33
1.4. Применение продуктов утилизации древесных отходов 35
хвойных пород
1.4.1 Использование продуктов переработки древесных 35
отходов с получением эфирных масел
1.4.2Использование продуктов водно-бензиновой 41
экстракции
1.4.3 Использование продуктов углекислотной экстракции 43
1.5 Программа исследований 45
2. Методическая часть 47
2. Характеристика . района исследования и запасов 49
древесной зелени кедра
2.2 Выделение биологически активных веществ 50
-
Отбор образцов и выделение эфирного масла 50
-
Экстрагирование биологически активных продуктов... 52
2.3 Методы анализа 55
2.3.1Изучение динамики, выхода, состава и свойств 55
эфирного масла
2.3.2 Анализ отработанных твердых остатков, хвойного 57
экстракта, флорентинной воды
2.3.3Исследование углекислотного экстракта и 58
биологически активных продуктов
2.4 Обработка экспериментальных данных 58
3. Экспериментальная часть и обсуждение результатов 59
3.1 Запасы эфирного масла 59
3.1.1 Влияние биоценотических факторов на эфирное масло 59
кедра и оценка его запасов в фитоценозах Центрального
лесоэкономического района
3.1.1.1 Индивидуальная изменчивость 59
3.1.1.2 Расположение ветвей по сторонам света и 61
эндогенная изменчивость
-
Возрастная изменчивость 63
-
Сезонная изменчивость 64
3.1.1.5 Химический состав эфирного масла древесной 66
зелени кедра с учетом влияния биоценотических факторов...
3.1.1.6 Ориентировочная оценка ресурсов древесной зелени 69
и запасов эфирного масла кедра сибирского
3.2 Выделение эфирного масла 72
-
Динамика отгонки эфирного масла кедра 73
-
Влияние расхода и температуры рабочего пара 78
-
Влияние измельчения сырья 80
-
Оптимизация процесса получения эфирного масла 84
3.3 Свойства и области применения эфирного масла 89
-
Органолептические и физико-химические 90 характеристики эфирного масла
-
Микробиологические показатели эфирного масла 91
-
Токсикологические характеристики эфирного масла.... 94
3.3.4 Парфюмерная оценка эфирных масел из элементов 95
древесной зелени кедра
3.3.5 Анализ потребительских предпочтений на рынке 103
хвойных эфирных масел г. Красноярска
3.3.6 Использование эфирного масла в качестве 106
ароматизатора
3.4 Вторичные продукты переработки древесной зелени 107
3.4.1 Состав и возможности использования флорентинной 108
воды
3.4.2 Анализ и использование кубового остатка 109
3.4.3Кормовые возможности исходного сырья и ПО
отработанной массы
3.4.4 Использование отработанной древесной зелени кедра 114
как кормовой добавки в рационе овец
3.5 Прочие товарные продукты 116
3.5.1 Углекислотный экстракт 116
3.5.1.1 Органолептические и физико-химические показатели 116
и состав углекислотного экстракта
3.5.1.2Микробиологические и токсикологические 118
показатели углекислотного экстракта
-
Парфюмерная оценка углекислотного экстракта 120
-
Применение биологически активных веществ 123
4. Технологическая часть 125
-
Схема переработки древесной зелени 125
-
Бизнес-план 127
-
Описание предприятия и его месторасположения 128
-
Товары 128
-
План маркетинга 130
-
Оценка риска 131
-
План производства 133
-
Финансовый план 135
Выводы 137
Список используемой литературы 138
Приложения 151
Введение к работе
Актуальность Центральный лесоэкономический район Красноярского края - база истощенных лесосырьевых ресурсов. В связи с этим для нормализации лесоэксплуатации этого региона важно внедрять производства, которые по каким-либо причинам пока еще не получили своего развития. К ним этом районе относится рубка кедра, занимающего около 14 % лесного фонда сибирского региона.
Официальным постановлением рубка кедровников запрещена более 10 лет. Однако проводятся рубки древостоев с его высоким вкладом, санитарные и неконтролируемые. При этом на лесосеках остается до половины биомассы дерева, существенную часть которой составляет древесная зелень. Ее утилизация позволяет получать биологически активные препараты, ароматизаторы, кормовые продукты. Лучшим в оздоровлении воздушной среды жилых и других закрытых помещений в связи с высоким содержанием монотерпенов и низким вкладом А-карена считается кедровое эфирное масло. Пока из-за его отсутствия приходится пользоваться доступным, но худшим по потребительским свойствам пихтовым маслом.
В качестве витаминной добавки к грубым кормам в России традиционно используют ветви сосны и ели. Эффективнее для этого потребление отработанного остатка пихтоварения, в котором практически отсутствуют смолы и терпеноиды. Вероятность снятия запрета с рубок главного пользования кедра указывает на важность комплексных исследований его древесной зелени, оценки ресурсов, выхода и свойств различных товарных продуктов.
Значительный экономический эффект может иметь организация в регионе выработки кедрового эфирного масла и новой для данной породы продукции -углекислотного экстракта и стимулирующего биопрепарата для повышения урожайности культур. Рациональное использование биомассы позволит сохранить от уничтожения лесные массивы, повысить рентабельность предприятий лесного комплекса и уровень экологического сознания. Все это свидетельствует об актуальности проводимых исследований.
Цель работы - обоснование путей рациональной утилизации лесосечных отходов кедра с получением эфирного масла, ряда других биологически активных веществ и переработкой вторичных отходов на кормовые продукты с оценкой их потребительских свойств и возможных областей практического применения.
При проведении исследований решались следующие задачи: - оценка потенциальных запасов древесной зелени кедра в Центральном лесоэкономическом районе Красноярского края и ориентировочно в крае в целом; определение компонентного состава исходного сырья, отработанных и товарных продуктов, образующихся при переработке древесной зелени; оценка влияния биоценотических и технологических факторов на выход и состав кедрового эфирного масла; определение благоприятных условий его выделения; изучение физико-химических показателей и потребительских свойств эфирного масла и других продуктов переработки древесной зелени, углекислотного экстракта и стимулирующего биопрепарата; разработка технологической схемы комплексной переработки древесной зелени кедра; обоснование рациональных путей использования товарных продуктов утилизации древесной зелени с разработкой бизнес-плана. Научная новизна заключается в следующем: систематизированы данные по запасам древесной зелени в кедровых насаждениях базы истощенных лесосырьевых ресурсов с учетом возраста древостоев и выполняемых ими лесохозяйственных функций; исследовано влияние основных видов изменчивости на насыщенность и качество терпеноидов древесной зелени как сырья для лесохимических предприятий; изучена роль важнейших технологических активизирующих приемов в изменении выхода, состава и динамики отгонки из сырья эфирного масла. Найдены оптимальные условия процесса; обоснована и модифицирована технология комплексной переработки древесной зелени кедра путем отгонки эфирного масла и утилизации образующихся жидких и твердых отходов производства; изучены состав и некоторые потребительские свойства кедрового эфирного масла и вторичных отходов его производства, углекислотного экстракта, стимулирующего биопрепарата; обоснованы направления практического применения товарных продуктов из сырья и вторичных отходов переработки древесной зелени кедра.
Практическое значение и реализация результатов. Обоснована и разработана технологическая схема комплексной переработки лесосечных отходов кедра с получением биологически активных продуктов, кормовых добавок и основы для удобрений. Представленный бизнес-план с расчетом некоторых показателей показал рентабельность производства. Возможность получения ценных товарных продуктов и наличие многотоннажного сырья указывает на целесообразность организации таких предприятий.
Эфирное масло и углекислотный экстракт кедра испытаны в качестве ароматизаторов на ОАО «Ангарский завод бытовой химии» и ОАО «Минал». Получило положительную оценку при приведении производственных испытаний использование твердых отходов в качестве кормовых добавок. Из древесной зелени кедра экстрагирован биопрепарат - аналог СИЛКа и показано его стимулирующее влияние на рост и развитие пшеницы. О практической значимости результатов свидетельствуют акты испытаний.
Апробации и публикации. Основные результаты диссертации доложены на конференциях: 5-ой региональной "Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края" (Красноярск, 2000), 2, 3 и 4 Всероссийской научно-практической «Химико-лесной комплекс» (Красноярск, 2000, 2001, 2002), Всероссийской научно-практической "Проблемы экологии и развития городов" (Красноярск, 2000, 2001), региональной научно- практической с международным участием "Научные основы и методы комплексного использования растительных ресурсов лесных экосистем Сибири и Дальнего Востока" (Красноярск, 2000), международной научно-практической «Промышленные и бытовые отходы: проблемы хранения, захоронения, утилизации, контроля» (Пенза, 2000), международном семинаре «Лесные биологические активные ресурсы» (Хабаровск, 2001), международной научно-практической. «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2001).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 14 работах.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, выводов. Содержание работы изложено на 152 страницах машинописного текста и включает в себя 62 таблицы и 4 рисунка. Список литературы содержит 139 наименований.
