Технология подсочки деревьев хвойных и лиственных пород, заготовки и переработки недревесной продукции леса

Федеральное агентство  по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный  технический университет

 

Кафедра лесных культур  и ландшафтного строительства

 

Спиридонов Игорь Ильич

 

Факультет лесохозяйственный  курсV группа 1

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине: “Недревесная продукция леса”

На тему: “Технология  подсочки деревьев хвойных и лиственных пород, заготовки и переработки  недревесной продукции леса”

 

 

Работа допущена к  защите   ______________________________________

                                                        (подпись руководителя)            (дата)

 

Признать, что работа

выполнена и защищена с оценкой ________________

 

 

Руководитель             профессор            __________                Тутыгин Г.С.       

                                                                     (подпись)

                                                                  _____________ 

                                                                          (дата)

 

 

Архангельск

2009 г.

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Подсочка – это  искусственное ранение растущих деревьев для получения выделяющихся продуктов их жизнедеятельности (живицы, латекса, сахаристых соков). Технологический процесс подсочки сосны заключается в том, что за 10 – 15 (реже 5) лет до рубки древостоя на подготовленных участках стволов (карах) регулярно, с интервалом (паузой вздымки) от 2 до 14 суток, в течение каждого вегетационного периода специальным инструментом (вздымочным хаком) делают надрезы (подновки). Процесс нанесения подновок называют вздымкой, а рабочего, выполняющего эту операцию – вздымщиком.

Кроме подсочки используются и другие виды недревесной продукции  леса, как например добыча березового сока, переработка живицы и получение  хлорофильно-каротиновой пасты.

Также необходимо знать  запасы пищевых и лекарственных растений, чтобы планировать заготовку сырья, его транспортировку и первичную переработку, в зависимости от необходимой точности учета его могут вести научно-исследовательские организации, лесоустройство и предприятия лесного хозяйства.

 

 

 

 

 

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ПРОЕКТ ДОЛГОСРОЧНОЙ ПОДСОЧКИ СОСНЫ

 

Типовые действующие  схемы подсочки, установленные правилами  подсочки, предусматривают рациональное сочетание восходящего и нисходящего  способа подсочки.

Долгосрочную 10-летнюю подсочку сосны предлагается вести по применяемой в 2 поясе смолопродуктивности схеме № 5 рисунок 1. Выбор схемы следует из наибольшего выход живицы с 1 га насаждений: по схеме № 3 выход живицы с 1 га насаждений 103,5 кг; по схеме № 4 – 105,2 кг; по схеме № 5 – 109,1 кг; по схеме № 6 – 103,5 кг.

 Подсочку по этой  схеме начинают с высоты 110 см  и в течение первых пяти  лет ведут двухъярусным способом с чередованием подновок в ярусах по сборам живицы. В последние 5 лет переходят на восходящий способ. При проведении подсочки сосновых насаждений разрешено применение стимуляторов.

Для данной схемы в  течение всего срока будем  применять раствор дрожжевого экстракта  с содержанием вещества в рабочей  жидкости 0,25%. Раствор готовится  путём разбавления в 10 л воды 40 г экстракта с содержанием  сухих веществ 50%. Рабочий раствор приготавливают перед началом работы в расчёте на 1 день. При хранении более суток его качество ухудшается.[3]

С первого по седьмой  годы подсочку ведём по II категории  нагрузки; с восьмого по десятый  годы – по I категории нагрузки.

В зависимости от категории  и степени толщины на высоте 1,3 м определяем число карр и их ширину.

При среднем диаметре 28 см определили, что по II категории нагрузки нужны   2 карры с шириной межкарровых ремней  30 см; по I категории – 2 карры с шириной межкарровых ремней 20 см.

По первой категории  пауза вздымки составляет от 2 до 5 суток, шаг подновки не более 20 мм, глубина подновки не более 4 мм. По II категории пауза вздымки составляет от 3 до 7 суток, шаг подновки не более 20 мм, глубина подновки не более 4 мм.

Нанесение подновок планируем  хаками 3ВМ и 3НМ, для восходящей и  нисходящей подсочки соответственно. Подача рабочей жидкости происходит одновременно с нанесением подновок.

Организация работ по добыче живицы на мастерском участке  состоит из подготовительных, производственных и заключительных работ.

В подготовительные работы входят: подготовка рабочего места, разметка карр, подрумянивание, оконтуровка  карр, проведение желобов, установка  приёмников под живицу.

При подготовке рабочего места на площадях, переданных в подсочку, убирают усыхающие, сухие и больные деревья. Сучья, мешающие заложению карр, спиливают, убирают валёжник и кустарник.

Для сокращения затрат времени  на переходы внутри рабочих участков вздымщики должны ещё с осени  установить для себя наиболее выгодные маршруты перехода с одной делянки на другую. На необходимые работы составляются расчёты потребности в рабочей силе и материалах, а также смета расходов.

Разметку карр осуществляют в целях обозначения на стволе границ подрумянивания. При разметке определяют высоту заложения, ширину будущей карры, размер её в вертикальном положении. Для разметки карр принимаем разметчик 1РА. При подрумянивании снимают груботрещиноватую корку до сглаживания трещин с оставлением красновато-жёлтого пробкового слоя коры. Для этого применяют струг двуручный 2СН и струг одноручный 2СВ. Струг 2СН предназначен для подрумянивания карр в нижней части ствола дерева; 2СВ – в верхней части. Оконтуровку карр выполняют только тогда, когда подрумянивание выполнено шире установленного норматива. Оконтуровку проводят специальным инструментом – оконтуровщиком. Глубина желобка по древесине должна быть на 1-2 мм больше глубины систематических подновок, то есть 6 мм. Используем желобковый хак. При восходящем способе желобки не проводятся.[3]

Применяемые конические приёмники по 300 мл устанавливаем  в щап. В нижней части ствола приёмники  устанавливаются рукой, а в верхней  части при помощи стамески СК-1.

Большое значение при  подсочке необходимо уделять качеству выполняемых работ. Ошибки, допущенные при выполнении подготовительных работ, зачастую исправить невозможно.

В производственные работы входят операции по нанесению систематических  подновок, сбору живицы, затариванию  её в бочки, транспортировка, взвешивание  и маркировка, отправка живицы на  переработку.

Согласно действующим  правилам подсочки заключительные работы включают снятие с деревьев приёмников, их ремонт и складирование, а при  окончании срока подсочки сбор и  транспортировку приёмников к местам его хранения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Типовая  технологическая схема №5 10-летней подсочки сосны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  И ПРОИЗВОДСТВЕННО- ТЕХНИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОДСОЧКИ

 

Расчет основных технологических  и производственно-технических показателей  делаем для северной подзоны тайги, со следующими условиями:

Таблица 2.1 – Начальные условия

№ п/п	Тип леса (Сосняк …)	Класс бонитета	Пол- нота	Средний диаметр, см	Продолжительность сезона, дней	Среднее число карр на 1 га, шт.
1	Черничный	IV	0,7	28	95	230
2	Брусничный	IV	0,5	28		190

 

 

2.1Расчет нагрузки  деревьев каррами и определение  основных технологических параметров

Нагрузка деревьев каррами  – это отношение обшей ширины карр одного яруса к длине окружности ствола на высоте 1,3 м, выраженное в  процентах. Выход живицы увеличивается прямо пропорционально ширине карры, следовательно, чем шире карра, тем выше выход живицы, что в свою очередь может привести к отпаду дерева из-за чрезмерной нагрузки. Нагрузка деревьев карами для каждого насаждения и периода подсочки определяется в % по формуле:

         

 

где   А – суммарная ширина карр одного дерева, см;

  – постоянное число, 3,14;

  – средний диаметр древостоя, см.

А = L – b,

где L – длина окружности ствола, см;

b – общая ширина межкарровых  ремней (определяется по табл. 1 [1]), см.

 

Сосняк черничный:

II категория             А = 3,14 × 28 – 30 = 57,92 см;        

I категория              А = 3,14 × 28 – 20 = 67,92 см;        

 

Сосняк брусничный:

II категория             А = 3,14 × 28 – 30 = 57,92 см;        

I категория              А = 3,14 × 28 – 20 = 67,92 см;        

 

2.2 Количество обходов  за сезон, размер зеркала карр и график

использования стволов  подсочкой

 

Обход характеризуется  объёмом работ, выполненных вздымщиком по нанесению одной карроподновки  на всех карах рабочего участка.

Количество обходов  за сезон устанавливается в зависимости  от паузы между нанесением подновок (паузы вздымки) и продолжительностью подсочного периода (сезона)

,

где Т – число рабочих  дней в сезоне;

      П –  пауза вздымки.(табл.2 [1])

Пауза вздымки в течение  первых 5 лет подсочки 4,5 дня, следующие 2 года (6 -7года подсочки) пауза вздымки 5,0 дней, последние 3 года (8 -10 года подсочки) пауза вздымки 4,7 дня. шаг подновки при нисходящем способе первые пять лет – 10 мм, далее два года при восходящем – 15 мм, и последние три года при восходящем – 16 мм. Тогда количество обходов за сезон составит:

                     

Размер зеркала карры  в вертикальном направлении в  сантиметрах определяется по формуле:

Р = О × Шп,

где  Шп – шаг подновки, см.(табл.2[1])

Первые пять лет при  двухъярусном способе:

Р = 21 × 1,0 = 21 см

Следующие 2 года при восходящем способе:

Р = 19 × 1,5 = 29 см

Последующие три года при восходящем способе:

Р = 20 × 1,6 = 32 см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Смолопродуктивность  древостоев, вовлекаемых в подсочку

 

Сухановым В.И. разработана  классификация сосновых древостоев по смолопродуктивности. По смолопродуктивности сосновые древостои подразделяются на три категории: низкая, средняя и высокая.

Из таблицы 3 [1] видно, что смолопродуктивность долгомошного  сосняка, отдаваемого в подсочку - низкая, а черничного - средняя.

Чтобы рассчитать выход живицы с карры Bк в граммах, выход живицы с карроподновки b умножают на количество обходов за сезон О: (с учётом коэффициента стимулятора (1,5) получим)

  :

 сосняк черничный                                                        сосняк брусничный

                                                       

                                                        

                                                        .

 

Выход живицы с 1 га в килограммах  рассчитывают по формуле:

,

где Bk – выход живицы с карры, г;

       k –  количество карр на 1 га;

 

Выход живицы с 1 га в сосняке черничном ;

Выход живицы с 1 га в сосняке брусничном

 

2.4 Показатели работы  вздымщиков

 

Рабочий участок –  участок леса, закреплённый за рабочими во время проведения работ, связанных  с добычей живицы.

Рабочие участки могут  быть простыми и сложными. Простые – это лесосеки, на которых подсочка проводится одним способом, по одной технологии и с одинаковой паузой вздымки. Сложные – это участки, где подсочка проводится по разным технологиям и с разными паузами вздымки. При разбивке рабочих участков вздымщиков необходимо стремиться к тому, чтобы каждый рабочий участок был укомплектован делянками, на которых насаждения подсачиваются одними и теми же способами и при одной и той же высоте заложения карры.

Площадь рабочего участка  вздымщика зависит от количества деревьев и карр на одном гектаре. Размер простого участка по числу карр определяется с учётом дневной штучной нормы выработки умноженной на число рабочих дней между очередными обходами. Дневная норма выработки с неагрессивными стимуляторами составляет 1500 карр. При паузе вздымки 4,5 дней размер рабочего участка вздымщика 6750 карр, при паузе вздымки 4,7 дней размер рабочего участка вздымщика 7050 карр, а при паузе вздымки 5,0 дней размер рабочего участка вздымщика 7500 карр. [3]

Сезонный выход живицы с рабочего участка вздымщика Ву в килограммах рассчитывают для каждого типа леса и технологического периода по формуле:

где Вк – выход живицы с кары, г;

       УВ – количество карр на простом участке вздымщика.

Сосняк черничный, II категория нагрузки, пауза вздымки 4,5 дня, первые 5лет, при двухъярусном способе сезонный выход живицы составит:

Сосняк черничный , II категория нагрузки, пауза вздымки 5,0 дней, 6-7 года подсочки, при восходящем способе сезонный выход живицы составит:

Сосняк черничный, I категория нагрузки, пауза вздымки 4,7 дней, 8-10 года подсочки, при восходящем способе сезонный выход живицы составит:

Сосняк брусничный, II категория нагрузки, пауза вздымки 4,5 дня, первые 5 лет, при двухъярусном способе сезонный выход живицы составит:

Сосняк брусничный , II категория нагрузки, пауза вздымки 5,0 дней, 6-7 года подсочки, при восходящем способе сезонный выход живицы составит:

Сосняк брусничный, I категория нагрузки, пауза вздымки 4,7 дней, 8-10 года подсочки, при восходящем способе сезонный выход живицы составит:

Размер рабочего участка  сборщика живицы определяется умножением нормы сборщика (600 штук приёмников по 300 мл) на паузу вздымки (4,5 дней) и частоту сбора (через 4 обхода) 

600 × 4,5 × 4 = 10800 карр

При прочих равных условиях, но пауза вздымки 5,0 дней размер рабочего участка сборщика составит

600 × 5,0 × 4 = 12000 карр.

При прочих равных условиях, но пауза вздымки 4,7 дней размер рабочего участка сборщика составит

600 × 4,7 × 4 = 11280 карр.

Размер участка вздымосборщика определяют по формуле:

,

где   – число карр на полном участке вздымщика;

        – число карр на полном участке сборщика.

При паузе вздымки 4,5 дней:

При паузе вздымки 5,0 дней:

При паузе вздымки 4,7 дней:

Работа по сбору живицы должна быть организована так, чтобы  не нарушался график обходов по добыче живицы.

Таблица 2.2– Основные технологические и производственно-технические показатели

показатели	Период подсочки
	1-5 год		6-7 год		8-10 год
	С.чер.	С.брусн.	С.черн.	С.брусн.	С.черн.	С.брусн.
Категория нагрузки	2	2	2	2	1	1
Способ подсочки	Двухъяр.	Двухъяр.	Восход.	Восход.	Восход.	Восход.
Нагрузка, %	67	67	67	67	77	77
Суммарная ширина карр, см	57,92	57,92	57,92	57,92	67,92	67,92
Общая ширина межкарровых ремней	30	32	30	32	20	20
Число рабочих дней в сезоне	96	96	96	96	96	96
Пауза вздымки	4,5	4,5	5,0	5,0	4,7	4,7
Шаг подновки	1,0	1,0	1,5	1,5	1,6	1,6
Количество обходов	21	21	19	19	20	20
Размер зеркала карры	21	21	29	29	32	32
Выход живицы с кары	674	875	610	762	729	963
Применяемые стимуляторы	Экстракт кормовых дрожжей (0,25%)
Количество карр на 1 га	140	120	140	120	140	120
Выход живицы с 1 га	94,4	105	85,4	95	102	115,5

3. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ  ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДСОЧНЫХ

            РАБОТ

3.1 Потребность  в инструментах, оборудовании и  приспособлениях

 

Расчеты материально-технического обеспечения проводят исходя из норм расхода, установленных на единицу  массы добываемой живицы (табл.5[1]). Некоторые  инструменты, оборудование и приспособления необходимы при любой современной технологии подсочки. Другие применяются только в определенных случаях.

 

Таблица 3.1 – Нормы  расхода инструментов, оборудования и приспособлений на 1т. добываемой живицы.

Наименование	Норма расхода, шт./т
Барраскиты	0,0353
Ключи гаечные	0,0745
Лопатки сборочные	0,0353
Приемники металлические  для живицы	Кт1,03
Разметчики карр	0,0745
Резцы для проводки желобков	0,1862
Резцы вздымочные	0,3353
Стамески установочные	0,0652
Струги	0,0466
Съемники	0,0353
Хаки желобковые	0,0652
Хаки для подсочки с неагрессивными стимуляторами	0,1958

 

На протяжении срока ведения  подсочки в одном насаждении набор  инструментов, оборудования и приспособлений меняется с изменением технологии.

Массу ежегодно добываемой живицы Мг в тоннах на всей площади насаждений за каждый технологический период определяют по формуле:

,

где  В – выход живицы с 1 га насаждений;

         S – площадь насаждений.

     Сосняк черничный:                               Сосняк брусничный:

 

т                               т

т                               т

т                              т

 

Среднегодовая добыча живицы во всех насаждениях за первые 3 года подсочки составляет:

т.

Среднегодовая добыча живицы во всех насаждениях за 4-7 года подсочки составляет:

т.

Среднегодовая добыча живицы во всех насаждениях за 8-10 года подсочки составляет:

т.

Среднегодовую добычу живицы во всех насаждениях за каждый период применения одинаковой технологии Мср  в тоннах подсчитывают по формуле:

Где  масса ежегодно добываемой живицы на всей площади насаждения за определенный технологический период, т. 

т

Количество карр, необходимое  для добычи 1 т. живицы в каждом технологическом  периоде определяется по формуле:

где    К1,К2 – количество карр на 1 га насаждений;

         S1,S2 – площадь насаждения, га.

 карры

Потребность в каждом виде инструментов, оборудования и  приспособлений (таблица 3.2) определяют по формуле:

где    Нр- норма расхода необходимого инструмента (оборудования, приспособления) на 1 т. добываемой живицы, шт/т;

         Мср- среднегодовая добыча живицы на период применения одинаковой технологии во всех насаждениях, т;

          Кс- коэффициент сезонной выработки для условий Архангельской области-2,28.

При определении потребности  инструментов учитываются  сроки  эксплуатации инструментов, оборудования и приспособлений.

Таблица 3.2 – Потребность  в инструментах, оборудовании, приспособлениях для ведения подсочки .

Наименование	Норма расхода, шт./т	Средне-годовая добыча живицы, т	Потребность шт. по технологическим  периодам
			1-5 год	6-7 год	8-10 год
Барраскиты	0,0353	70,3	14	7	7
Ключи гаечные	0,0745	70,3	12	6	6
Лопатки сборочные	0,0353	70,3	12	6	6
Приемники металлические	Кт1,03	70,3	81	81	81
Разметчики карр	0,0745	70,3	14	14	14
Резцы для проводки желобков	0,1862	70,3	30	0	0
Резцы вздымочные	0,3353	70,3	29	58	29
Стамески установочные	0,0652	70,3	22	11	22
Струги	0,0466	70,3	8	8	0
Съемники	0,0353	70,3	18	12	6
Хаки желобковые	0,0652	70,3	11	0	0
Хаки для подсочки с неагрессивными стмуляторами	0,1958	70,3	32	32	32

 

3.2 Потребность в стимуляторах  образования и выделения живицы

 

Применение на подсочке стимуляторов смолообразования и смоловыделения является эффективным путём увеличения выхода живицы с дерева и гектара леса и приводит к улучшению технико-экономических показателей подсочного производства.

Широкое применение в  подсочном производстве получили стимуляторы  выхода живицы в виде водного раствора экстракта и водного настоя сухих кормовых дрожжей как в чистом виде, так и с активизирующими добавками. Дрожжевые стимуляторы повышают выход живицы в среднем на 45% по сравнению с её выходом при обычной подсочке, а применение активизирующих добавок позволяет дополнительно повысить выход живицы на 10-20%. Стимулятор, называемый дрожжевым экстрактом, концентрацией 0,25% приготовляют путём разбавления в 10 мл воды 40 г концентрированного экстракта с содержанием сухих веществ 50%.[3]

Потребность в дрожжевом концентрате на сезон для сосняка долгомошного, черничного приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Потребность  в дрожжевом концентрате

Тип леса	Техно-логи-ческий период	Количество  обходов за сезон	Суммарная ширина карр одного дерева, см	Расход дрожжевого концентрата на 1000 карр, мл	Расход дрожжевого концентрата  на сезон, мл
Сосняк черничный	1-5 6-7 8-10	21 19 20	57,92 57,92 67,92	189 171 180	22491 20349 13860
Сосняк брусничный	1-5 6-7 8-10	21 19 20	57,92 57,92 6792	189 171 180	14742 13338 14040
Итого	1-5 6-7 8-10	-	-	-	37233 33687 27900

 

_,

где Расх_сез- Расход дрожжевого концентрата на сезон, кг

К-среднее число карр,шт

S-средняя площадь,га

Расх_{на 1000 карр}- Расход дрожжевого концентрата на 1000 карр, кг

 

 

 

 

 

 

4 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА  НЕДРЕВЕСНОЙ ПРОДУКЦИИ ЛЕСА

 

4.1 Осмолоподсочка  сосны

 

Осмолоподсочкой называется особый метод подсочки низкобонитетных сосновых  насаждений  в  целях получения барраса  и стволового осмола.  Баррас перерабатывается на канифоль и скипидар.  Стволовой осмол служит сырьём для  смолоскипидарного производства. Из него получают сухоперегонный скипидар,  смолу, древесный уголь и некоторые другие  лесохимические  продукты. Кроме того,  стволовой осмол – перспективное  сырьё для канифольно-экстракционного производства, где может использоваться  наряду с пневым осмолом, а также для  получения  талловых  продуктов в сульфатно - целлюлозном производстве.