Puu

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. kesäkuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta . yksi 2 3 neljä 5 6 7 kahdeksan 9 kymmenen yksitoista 12 13 neljätoista viisitoista 16

Puu :

Varhaisimmat tieteen tuntemat fossiiliset puumaiset kasvit löydettiin vuonna 2011 Kanadan New Brunswickin maakunnasta , jossa vanha metsä kasvoi 395–400 miljoonaa vuotta sitten [ 1] .

Puun merkitys

Ihminen on käyttänyt puuta tuhansia vuosia moniin tarkoituksiin, ensisijaisesti polttoaineena, mutta myös rakennusmateriaalina, työkalujen, aseiden, huonekalujen, astioiden, taideteosten, paperin, asuntojen valmistukseen.

Kasvurenkaiden ansiosta, jotka kasvuprosessissa lämpötilan tai kosteuden kausivaihteluiden vuoksi muodostavat runkoonsa monenlaisia ​​puita, puun kasvun poikittaisakselia tutkimalla on mahdollista tehdä puiden katkaisuja dendrokronologiamenetelmin . määrittää erittäin tarkasti puun kasvualueen, josta puutuote tai rakenteen osa on luotu, ja kaatovuoden. Puiden renkaiden leveyden vuotuisen muutoksen tutkiminen ja niissä olevien alkuaineiden tiettyjen isotooppien pitoisuuden analysointi mahdollistaa ilmaston ja ilmakehän tilan ymmärtämisen muinaisina aikoina [2] .

Puun muodostuminen

Puu on yksi verisuonikuitukimpun komponenteista ja se on yleensä vastakohtana toiselle kimpun komponentille, joka on peräisin samasta prikambiumista tai kambium- batista tai floeemista . Prokambiumista muodostuvien vaskulaaristen kuitukimppujen muodostumisen aikana havaitaan 2 tapausta: joko kaikki prokambiaaliset solut muuttuvat puun ja nien elementeiksi - saadaan niin sanotut suljetut niput ( korkeammat itiöt , yksisirkkaiset ja jotkut kaksisirkkaiset kasvit ) tai kerros aktiivisista jäännöksistä puun ja niinikudosten välisellä rajalla - saadaan kambiumia ja avoimia nippuja (kaksisirkkaiset ja nirsiemenet ).

Ensimmäisessä tapauksessa puun määrä pysyy vakiona eikä kasvi pysty paksuuntumaan; toisessa kambiumin aktiivisuuden ansiosta puun määrä kasvaa joka vuosi, ja kasvin varsi paksuuntuu vähitellen. Venäläisissä puulajeissa puu on lähempänä puun keskustaa (akselia) ja niini on lähempänä ympyrää (reuna). Joissakin muissa kasveissa havaitaan puun ja niinin erilainen keskinäinen sijoittuminen (katso verisuonikuitukimput ). Puun koostumus sisältää jo kuolleita soluelementtejä jäykistetyillä, enimmäkseen paksuilla kuorilla; rinto päinvastoin koostuu elävistä elementeistä, joissa on elävä protoplasma , solumehu ja ohut ei-puinen kuori. Vaikka rinteessä on kuolleita, paksuseinäisiä ja jäykkiä elementtejä, ja puussa, päinvastoin, ne ovat elossa, mutta tästä yleissääntö ei kuitenkaan muutu merkittävästi. Verisuoni-kuitukimppun molemmat osat eroavat toisistaan ​​myös fysiologisessa toiminnassaan: maasta puuta pitkin lehtiin nousee ns. raakamehu, eli vesi, jossa on siihen liuenneita aineita, kun taas opettava, muuten muovia, mehu laskeutuu rintoa pitkin . Solukalvojen lignifikaatioilmiöt johtuvat selluloosakalvon kyllästymisestä erityisillä aineilla, jotka yleensä yhdistetään yleisnimellä ligniini . Ligniinin läsnäolo ja samalla kuoren lignifioituminen tunnistetaan helposti joidenkin reaktioiden avulla. Lignifikaatiosta johtuen kasvien kuorista tulee vahvempia, kovempia ja kimmoisampia; Kuitenkin vähäisellä vedenläpäisevyydellä ne menettävät kykynsä imeä vettä ja turpoavat.

Puun kemiallinen koostumus

Pohjimmiltaan puu koostuu holoselluloosasta  - noin 70% ja ligniinistä  - polymeerien seoksesta, joilla on aromaattinen rakenne, vähintään 20%. Holoselluloosseja ovat hemiselluloosat ja selluloosa , vähintään 40 %. [3] [4]

Puun ominaisuudet

Puun tärkeimmät ja tärkeimmät ominaisuudet ovat seuraavat:

  1. Mekaaninen: lujuus, kovuus, muotoutuvuus, ominaisviskositeetti, suorituskykyominaisuudet, tekniset ominaisuudet, kulutuskestävyys, kiinnikkeiden pito, elastisuus;
  2. Fyysinen: ulkonäkö (rakenne, kiilto, väri), kosteus (kutistuminen, vääntyminen , veden imeytyminen, hygroskooppisuus, tiheys), lämpö (lämmönjohtavuus), ääni (äänenvastus, äänenjohtavuus), sähkö (dielektriset ominaisuudet, sähkönjohtavuus, sähkölujuus) );
  3. Kemiallisia ominaisuuksia.

Puu on anisotrooppinen materiaali, toisin sanoen materiaali, jonka ominaisuudet ovat epätasaiset suhteessa kuituihin. (Joten esim. kuitujen kutistuminen on pienempi kuin kuitujen poikki ja säteen suunnassa kutistuminen pienempi kuin tangentiaalisuunnassa. Myös kuitujen suunnasta riippuen kosteudenjohtavuus, höyrynläpäisevyys, äänenjohtavuus, ja jotkut muut ominaisuudet ovat myös erilaisia).

(Jos 300 g:n näyte kuivaamisen jälkeen alkoi painaa 200 g, sen suhteellinen kosteus on (300-200) / 300 * 100 % \u003d 33 %)

Puun kosteuspitoisuus määritetään seuraavasti: märän materiaalin näytteen massa mitataan, sitten mitattu näyte kuivataan kuivaimessa 100-105 °C lämpötilassa, minkä jälkeen kuiva aine punnitaan uudelleen. Märän ja kuivan materiaalin massan ero määrittää näytteen sisältämän vesimäärän.

Käytännön kannalta puun absoluuttinen kosteuspitoisuus on suurin merkitys, koska juuri tätä indikaattoria käytetään teknologisissa laskelmissa. (Esimerkiksi vanerin valmistuksessa kuorittu viilu kuivataan 4-6 %:n absoluuttiseen kosteuspitoisuuteen. Puun kutistuminen (eli sen lineaaristen mittojen ja tilavuuden pieneneminen) alkaa, kun kosteus laskee 30 %:sta täysin. kuiva tila.

Puu jaetaan absoluuttisen kosteuden mukaan seuraaviin luokkiin:

Puun absoluuttisen kosteuden asteet [5]
Nimi Absoluuttinen kosteus % Koulutuksen ehdot
märkää puuta yli 100 % pitkäaikainen oleskelu vedessä
Juuri leikattu 50-100 %
Ilmakuivaus 15-20 % pitkäaikainen varastointi ilmassa
Huone kuiva 6-10 %
Ehdottomasti kuiva 0 %

Vastahakatun puun kosteus hakkuukuukaudesta riippuen (prosenttiosuutena puun absoluuttisen kuivapainosta) [6]

Puulaji / kuukausi 01 02 03 04 05 06 07 08 09 kymmenen yksitoista 12
Mänty: pintapuu 122 116 135 153 102 102 109 100 96 119 123 123
Mänty: ydin 33 33 35 33 33 32 31 31 33 34 32 34
tarkoittaa 83 86 89 92 85 84 85 80 84 92 94 97

Mitä korkeampi puun kosteuspitoisuus on, sitä vaikeampaa on käyttää tuotannossa. Raaka puu tarttuu huonommin; jos tuotteiden valmistuksessa käytettiin märkää puuta, sen kuivuessa esineeseen saattaa ilmaantua halkeamia ja rakoja lautojen väliin. Tämän estämiseksi puu on esikuivattava [7] [8] [9] .

Vääntymistä ja halkeilua voidaan välttää noudattamalla kuivaustekniikkaa ja käyttämällä tiettyjä tekniikoita tuotteiden kokoonpanossa. Joten esimerkiksi tukiin tehdään pituussuuntaisia ​​koholeikkauksia koko materiaalin pituudelta, mikä lievittää kutistumisen aikana syntyviä sisäisiä jännityksiä.

Tyyppi Tiheys, kg/ m3 Esimerkkejä rotuista
Kiviä, joiden tiheys on pieni <550 Kuusi, mänty, lehmus
Keskitiheysrodut 550-750 Tammi, koivu, jalava
Korkean tiheyden kivet >750 Koirapuu, valkopyökki, pistaasi

Puulajit

Havupuut, nimittäin mänty, kuusi, setri, kuuluvat siemenkotaisiin, ne tarjoavat suurimman osan ihmiskunnan käyttämästä puusta ("havupuut"). Angiospermit jaetaan kahteen luokkaan - yksisirkkaisiin ja kaksisirkkaisiin. Harvoista yksisirkkaisista (bambu, palmut, yucca) on puumainen kudos, se löytää rajoitetusti käyttöä. Kaksisirkkaisiin kuuluvat tärkeät lehtipuulajit ("kovat") - tammi, eukalyptus, vaahtera, joiden puuta käytetään laajalti huonekalujen ja viimeistelymateriaalien valmistuksessa [12] .

Arvokkaita puulajeja

Erilaisten puulajien arvo piilee niiden lujuudessa, kestävyydessä ja kuvion omaperäisyydessä. Tällaista puuta käytetään kauniiden huonekalujen, parkettien , ovien, erilaisten sisustusesineiden valmistukseen, joita pidetään eliittinä, kun otetaan huomioon alun perin korkeat kustannukset ja sen käsittelyyn käytetty määrä. Venäjällä seuraavat lajit ovat yleisimpiä: tammi , kirsikka , pyökki , päärynä , ruusupuu , mahonki , pähkinä , vaahtera ( valkoinen , sokeri , holly ).

Tärkeimmät suoritusindikaattorit

Jokaiselle lajille (joskus jopa eri puun osille) kaikki sen ominaisuudet voivat olla erilaisia, se riippuu erilaisista olosuhteista, joissa tämä tai tuo puu kasvoi.

Sovellus

Kuinka tankata

Puu oli ensimmäinen polttoainetyyppi, sitä käyttivät vanhimmat ihmiset : heidän paikoistaan ​​löytyy tuhkaa sisältäviä tulisijoja . Nykyään puusta saadaan polttoainetta, jolla on erilaisia ​​ominaisuuksia: polttopuuta, haketta , puuhiiltä , ​​puupölyä, puupellettejä ja brikettejä. Silputulla ja puristetulla puulla on suurempi tiheys (tämä lisää tehokkuutta ), ei ole ongelmia kosteuden ja kukinnan kanssa, toisin kuin polttopuut, tällaisen biopolttoaineen kuljettaminen on järkevää , mutta se on vaarallista eikä aina kätevää, koska se murenee ja syttyy helpommin kuin polttopuu.

Polttopuu korjataan ja mitataan: polttopuun tilavuusyksikkö on kuutiometri ja painoyksikkö tonni . Polttopuun tilavuusyksikköä kohti on vähän kaloreita; siksi polttopuun kuljettaminen kauas korjuupaikoista on järjetöntä.

Tuhkasisältö

Puu on yksi vähiten tuhkaa saastuneista polttoaineista. Kuiva-aineella tuhkapitoisuus on Az = 1 %, vain ajopuulla se yksittäistapauksissa nousee hieman Ac = 2 %:iin puunkuoren hiekan takia. Kokeet ovat osoittaneet, että kelluva polttopuu ei kerää liikaa kosteutta ja kuivuu nopeasti muuttamatta sen polttoaineominaisuuksia.

Kosteus

Kosteuden mukaan polttopuu jaetaan kuiviin (≤25%), puolikuiviin (25-35%) ja raakapuuihin (>35%).

Polttoominaisuudet

Puupolttoaineen etuja ovat helppo syttyminen, rikin puute ja alhainen tuhkapitoisuus. Ilmakuivan polttopuun lämpöarvo on noin 3000 kcal/kg (12,6 MJ/kg). Riippuu vähän puulajista. Koska polttopuuta ostetaan volyymin mukaan, saattaa vaikuttaa siltä, ​​että siinä on eroa, esimerkiksi tammi- tai koivupolttopuun 1 m 3: n paino on suurempi kuin kuusen tai haavan. Eri puulajit ovat molekyylirakenteeltaan erilaisia, joten tulen lämpötila, väri ja muoto voivat vaihdella.

Raaka-aineena

Puu on raaka- aine yli kahdenkymmenen tuhannen tuotteen ja tuotteen valmistukseen.

Rakentamisessa

Kaikki rakennusrakenteet voivat olla puisia, mukaan lukien:

Puu viimeistelymateriaalina:

Huonekalutuotannossa

Huonekalut voivat olla:

• Kaapit

• Hyllyt

• Taulukot

• Tuolit

• Ulosteet


Koristemateriaalina

Puuveistossa käytetään yleisimmin lehmuspuuta . Lehmuspuu on pehmeää ja helppo leikata terävällä työkalulla [14] .

Puun korjuu ja kuljetus

Puunkäsittely

Puuraaka-aineiden käsittelymenetelmät jaetaan kolmeen ryhmään: mekaaninen , kemiallis-mekaaninen ja kemiallinen .

Puun mekaaninen käsittely koostuu sen muodon muuttamisesta sahaamalla, höyläämällä , jyrsimällä , kuorimalla, poraamalla , sorvaamalla (sorvilla), veistämällä, halkaisemalla ja hiomalla . Mekaanisen käsittelyn tuloksena saadaan erilaisia ​​kulutus- ja teollisuustuotteita, tuotteita ja raaka-aineita niihin liittyville jalostusteollisuuksille. Kuituiset puolivalmiit tuotteet saadaan puun mekaanisella hankauksella.

Kemiallis -mekaanisessa käsittelyssä puusta saadaan välituote, joka on koostumukseltaan ja kooltaan homogeeninen - erikoisleikattu lastu , murskattu viilu . Mekaanisesti saatu välituote päällystetään sideaineella. Lämpötilan ja paineen vaikutuksesta tapahtuu sideaineen polymerointireaktio, jonka seurauksena puun välituote liimautuu tiukasti yhteen. Kemiallis-mekaanisessa käsittelyssä saadaan vaneria , puusepäntyötä, lastulevyä ja sementtisidoslevyjä , puubetoni- ja kuitulevyjä . Kemiallismekaanista menetelmää käytetään massa- ja paperiteollisuuden kuitupuolivalmisteiden valmistuksessa .

Puun kemiallinen käsittely suoritetaan lämpöhajoamalla, altistamalla alkalien , happojen, rikkihapon happamien suolojen liuottimille .

Puun lämpöhajoaminen tai pyrolyysi suoritetaan kuumentamalla puuta korkeassa lämpötilassa ilman, että ilma pääsee käsiksi. Pyrolyysin aikana saadaan kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​tuotteita. Näistä puuhiilellä on suurin käytännön merkitys .

Puusta uutetaan liuottimien avulla erilaisia ​​uuttoaineita , jotka on aiemmin pilkottu hakkeeksi . Uuttaminen vedellä antaa tanniineja . Lehtikuusipuusta vedellä uutetun kumin tarttuvuusominaisuuksia käytetään paino-, tekstiili- ja tulitikkuteollisuudessa . Kun kantohartsia uutetaan hakkeiksi murskatulla bensiinillä , hartsi uutetaan puusta . Sitä käytetään laajalti korkealaatuisen paperin valmistukseen, rasvan korvikkeena saippuan valmistuksessa, lakkojen , linoleumin , kumin , sähkö- ja muiden tuotteiden valmistukseen.

Liimapuun tuotannossa

  • Sahaa laudoiksi.
  • Kuivaus kuivauskammiossa, kunnes vaadittu kosteuspitoisuus on saavutettu.
  • Aihioiden tarkastus vikojen varalta.
  • Kyllästäminen antiseptisillä aineilla (estää homeen kehittymisen rakenteen sisällä ja puun lahoamisen) ja palonestoaineilla .
  • Valmiiden työkappaleiden liimaus.
  • Purista tuotteita erikoislaitteisiin, kunnes liima on täysin kuiva.
  • Tuloksena olevan liimapuun käsittely: profilointi, trimmaus ja esittely.

Puunjalostus massa- ja paperiteollisuudessa

Kuituisia puolivalmiita tuotteita puumassan ja selluloosan muodossa käytetään laajalti paperin ja kartongin valmistukseen . Paperin ja kartongin tuotannon tarpeisiin käytetään noin 93 % selluloosasta. Loput käytetään raaka-aineena kemialliseen käsittelyyn keinotekoiseksi viskoosiksi tai asetaattikuiduksi , kalvoksi , muoviksi , savuttomaksi jauheeksi , sellofaaniksi ja muihin tuotteisiin.

Puun jalostus kuitulevyn valmistuksessa

Levyjä käytetään laajalti rakentamisessa , matalakerroksisissa vakioasunnoissa , autoteollisuudessa ja laivanrakennuksessa , huonekaluissa , konteissa ja laatikoissa . Kuitulevyn valmistukseen käytetään puuraaka-aineita, jotka on aiemmin murskattu lastuiksi . Miljoonan jätteestä valmistetun levyn kulutus säästää 54 000 m³ teollista pyöröpuuta .

Puu sisältää selluloosaa ja hemiselluloosia - luonnollisia korkeamolekyylipainoisia polymeerejä - polysakkarideja , jotka voidaan muuttaa takaisin yksinkertaisiksi sokereiksi lisäämällä vettä. Tämä reaktio, jota kutsutaan hydrolyysiksi , mahdollistaa puun jalostamisen elintarvikkeiksi ja rehutuotteiksi .

Puukauppa

Vuodesta 2017 lähtien puu (karkea puu) oli 219. eniten myydyin tuote maailmanlaajuisilla markkinoilla, ja sen transaktiovolyymi oli arviolta 14,5 miljardia dollaria [15]

Suurimmat viejät olivat:

  • Uusi-Seelanti (2 miljardia dollaria) - 14 %
  • Yhdysvallat (1,87 miljardia dollaria) - 13 %
  • Venäjä (1,48 miljardia dollaria) - 10 %
  • Papua-Uusi-Guinea (0,558 miljardia dollaria) - 3,9 %
  • Kanada (0,550 miljardia dollaria) - 3,8 %

Tärkeimmät maahantuojat:

  • Kiina (8,64 miljardia dollaria) - 60 %
  • Itävalta (0,669 miljardia dollaria) - 4,6 %
  • Saksa (0,621 miljardia dollaria) - 4,3 %
  • Etelä-Korea (0,506 miljardia dollaria) - 3,5 %
  • Japani (0,486 miljardia dollaria) - 3,4 %

Puu on tärkeä vientituote sellaisille maille kuin Salomonsaarille ja Keski-Afrikan tasavallalle .

Venäjällä

Vuosina 2007-2013 Venäjä menetti 30 miljardia dollaria raakapuun vientirajoitusten vuoksi, sellaisen päätelmän teki Metsäteollisuus - lehti. Raakapuun viennin lasku on ollut havaittavissa viiden vuoden ajan vuodesta 2008 lähtien, jolloin Venäjän hallitus korotti vientitullia yrittäessään piristää puunjalostusinvestointien tuloa. Jos maa vei vuonna 2007 75,55 miljoonaa kuutiometriä 6,03 miljardin dollarin arvosta, niin vuonna 2008 vienti oli 48,6 miljoonaa kuutiometriä (4,5 miljardia dollaria), vuonna 2009 - 21 652 miljoonaa kuutiometriä (1,9 miljardia dollaria), vuonna 2010 - 21,24 miljoonaa kuutiometriä (1,9 miljardia dollaria) , vuonna 2011 - 20,93 miljoonaa m3 (1,998 miljardia dollaria), vuonna 2012 - 17,6 miljoonaa m3 (1,53 miljardia dollaria). Vuodesta 2007 pyöreän puun ulkopuolisten toimitusten kustannukset ovat laskeneet 46 %. Jos oletetaan, että ilman kielteisen koron käyttöönottoa raakapuun vienti olisi pysynyt vuoden 2007 tasolla, niin kuuden vuoden ajan viennin tulonmenetys on 30 miljardia dollaria. Kiina, tuonnin suurin markkina-alue. Sen osuuden "söivät" Kanada ja Uusi-Seelanti, mikä lisäsi toimituksia Taivaalliseen imperiumiin maailmanlaajuisesta finanssikriisistä huolimatta [16] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Huom. fossiilit osoittavat puun alkuperän , CBC.ca  (12. elokuuta 2011). Arkistoitu alkuperäisestä 13. elokuuta 2011.
  2. ↑ Briffa K. et ai. Viimeaikaiset lämpötilan ja säteittäisen puiden kasvun suuntaukset, jotka ulottuvat 2000 vuoden ajalle Luoteis-Euraasiassa  // Philosophical  Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences  : Journal. - 2008. - Voi. 363 , no. 1501 . - s. 2271-2284 . doi : 10.1098 / rstb.2007.2199 . — PMID 18048299 .
  3. ↑ E. P. Terentjeva, N. K. Udovenko, E. A. Pavlova. osa 2 // Puun, selluloosan ja synteettisten polymeerien kemia . - Pietari, 2015. - 15-16 s. - s. 15-16.
  4. ↑ Sharkov V.I., Kuibina N.I. Hemiselluloosien kemia . - Moskova, 1972. - 181-184 s. - s. 181-184.
  5. ↑ Puun kosteus, puu . Haettu 2. huhtikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 7. huhtikuuta 2014.
  6. ↑ Petrovsky, BC Tutkimus puunrunkojen sukulajista. // Metsä. kotitalous - 1964. - Nro 9. - S. 10-11.
  7. ↑ Puun kuivauksen teoreettiset perusteet lämpökemiallisen esikäsittelyn jälkeen . Haettu 13. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 14. lokakuuta 2019.
  8. ↑ Puun kuivaus UKLS-14-5, puun infrapunakuivaus . Haettu 13. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 4. elokuuta 2018.
  9. ↑ Puun kosteuden muutos kuivumisen aikana . Haettu 13. marraskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 25. tammikuuta 2021.
  10. ↑ Leontiev N. L. Kosteuden vaikutus puun fysikaalisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Goslesbumizdat 1962, 114 s.
  11. ↑ Puun fysikaaliset ominaisuudet . Ensimmäinen puuteollisuuden portaali. Käyttöpäivä: 15. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 28. marraskuuta 2016.
  12. ↑ Puu  // Tietosanakirja " Maailman ympäri ".
  13. ↑ Parkettilauta . Arkistoitu alkuperäisestä 23. toukokuuta 2018. Haettu 22.5.2018.
  14. ↑ Doris Laudert. Mythos Baum: Geschichte, Brauchtum, 40 Baumporträts von Ahorn bis Zitrone. - 7. - München: BLV, 2009. - 169 s. — ISBN 978-3-8354-0557-8 .
  15. ↑ Maailman puumarkkinat hakemiston https://oec.world mukaan . Haettu 14. elokuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 14. elokuuta 2019.
  16. ↑ Venäjä menetti 30 miljardia dollaria raakapuun vientirajoitusten vuoksi , Metsäteollisuus  (1.10.2014). Arkistoitu alkuperäisestä 31. lokakuuta 2014.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Temaattiset sivustot
Sanakirjat ja tietosanakirjat