Влияние ложного ядра березы на объемный выход ламелей из заболонной зоны для клееного щита

УДК

674.093

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2019.6.202

Аннотация

В ближайшие годы доля лиственных пород (березы и осины) в расчетной лесосеке европейской части и Урала Российской Федерации достигнет 80 %, т. е. увеличение использования древесины мягких лиственных пород должно стать одним из стратегических направлений переработки. Березовые пиломатериалы имеют ограниченный спрос в строительстве и мебельном производстве, в связи с этим доля круглых березовых сортиментов, предназначенных для производства пиломатериалов, составляет около 14 % при среднем диаметре сортиментов не более 18 см. В круглых березовых лесоматериалах, предназначенных для производства пиломатериалов, имеется зона ложного ядра и заболонная зона. Прослеживается устойчивая тенденция спроса на клееный щит, полученный из заболонной зоны, что может существенно улучшить технико-экономические показатели производства. Размер заболонной зоны уменьшается при переработке необрезных пиломатериалов в обрезные и зависит от величины использования сбеговой зоны. Увеличения объемного выхода ламелей из заболонной зоны можно достичь за счет использования пиломатериалов с обзолом, так как при этом возрастает ширина доски, а следовательно, и заболонной зоны. Компьютерное имитационное моделирование раскроя березовых центральных досок на ламели свободной ширины и ламели шириной 40 мм из заболонной зоны показало, что из бревен диаметром 14 см объемный выход ламелей свободной ширины в центральных досках заболонной зоны не увеличивается по сравнению с объемным выходом ламелей шириной 40 мм. Но с ростом диаметра бревна объемный выход ламелей свободной ширины из заболонной зоны в центральных досках увеличивается. Например, из бревен диаметром 16 см объемный выход возрастает на 0,53 %, из 18 см – на 1,25 %, из 20 см – на 1,71 % от объема бревна.
Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, проект № 37.8809.2017/БЧ «Исследование строения, свойств и характеристик древесины как природного функционального материала для разработки энергосберегающих и экологичных технологий продукции с заданными механическими, электрическими, химическими и тепловыми характеристиками».

Сведения об авторах

С.Н. Рыкунин, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: N-3182-2013, ORCID: 0000-0002-4471-4668
А.А. Каптелкин, асп.; ResearcherID: AAC-8654-2019, ORCID: 0000-0002-8470-3496
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), ул. 1-я Институтская, д. 1, г. Мытищи, Московская область, Россия, 141005; e-mail: rikunin@mgul.ac.ru, kaptelkin94@mail.ru

Ключевые слова

ложное ядро, береза, клееный щит, ламель, заболонная зона

Для цитирования

Рыкунин С.Н., Каптелкин А.А. Влияние ложного ядра березы на объемный выход ламелей из заболонной зоны для клееного щита // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 202–212. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.202

Литература

1. Аксенов П.П. Теоретические основы раскроя пиловочного сырья. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1960. 216 с. [Aksenov P.P. Theoretical Basis for Raw Material Sawing. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1960. 216 p.].
2. Алексеева Л.Г. Природа и хозяйственное значение ложного ядра березы // Сб. науч. тр. МЛТИ. М.: МЛТИ, 1957. № 1. С. 65–71. [Alekseyeva L.G. The Nature and Economic Importance of Birch False Heartwood. Collection of Academic Papers of the Moscow Forestry Engineering Institute. Moscow, MLTI Publ., 1957, no. 1, pp. 65–71].
3. Каптелкин А.А., Владимирова Е.Г. Оценка качества пиломатериалов с помощью имитационного моделирования в программе SolidWorks // Деревообраб. пром-сть. 2019. № 1. C. 3–7. [Kaptelkin A.A., Vladimirova E.G. Evaluation of the Quality of Sawn Timber by Means of Simulation in the SolidWorks Program. Derevoobrabativaushaya promishlennost’ [Woodworking industry], 2019, no. 1, pp. 3–7].
4. Каптелкин А.А., Куликова Н.В., Рыкунин С.Н. Технология производства березовых пиломатериалов с обзолом для одностороннего мебельного щита // Деревообраб. пром-сть. 2017. № 4. С. 21–27. [Kaptelkin A.A., Кulikova N.V., Rykunin S.N. Production Technology of Birch Lumber with a Wane for a Single-Edge Furniture Board. Derevoobrabativaushaya promishlennost’ [Woodworking industry], 2017, no. 4, pp. 21–27].
5. Каптелкин А.А., Рыкунин С.Н. Технология производства ламелей для клееного щита из березовых пиломатериалов с обзолом // Деревообраб. пром-сть. 2018. № 3. С. 8–11. [Kaptelkin A.A., Rykunin S.N. Production Technology of Lamellae for Board Panels made of Birch Lumber with a Wane. Derevoobrabativaushaya promishlennost’ [Woodworking industry], 2018, no. 3, pp. 8–11].
6. Кравцов Е.В. Исследование размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2012. № 8(91). С. 90–94. [Kravtsov E.V. Study of Size-Quality Features Birch Timber. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy Vestnik [Forestry Bulletin], 2012, no. 8(91), pp. 90–94].
7. Кондратюк Д.В., Кравцов Е.В. Технологические решения переработки лиственных короткомерных сортиментов // Вестн. МГУЛ. – Лесн. вестн. 2012. № 8(91). С. 38–41. [Kondratyuk D.V., Kravtsov E.V. Technology Solutions Hardwood Treatment Short Assortment. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa – Lesnoy Vestnik [Forestry Bulletin], 2012, no. 8(91), pp. 38–41].
8. Куликова Н.В., Рыкунин С.Н., Кривощёков Н.В. Методика расчета поставов с заданной величиной обзола // Лесотехн. журн. 2016. № 3. С. 91–99. [Кulikova N.V., Rykunin S.N., Krivoschokov N.V. The Calculation Method of Supply with the Given Wane Value. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering Journal], 2016, no. 3(23), pp. 91–99].
9. Рыкунин С.Н. Исследование влияния качественных особенностей березового пиловочного сырья на выход заготовок и технология их выработки: автореф. ... дис. канд. техн. наук. М., 1968. 31 с. [Rykunin S.N. Study of the Influence of Qualitative Features of Birch Sawing Raw Materials on the Output of Blanks and Their Production Technology: Cand. Eng. Sci. Diss. Abs. Moscow, 1968. 31 p.].
10. Тепнадзе М., Миротадзе Л., Литкин Д. Некоторые результаты исследования пороков древесины бука // Технiка та енергетика. 2013. № 185. С. 282–289. Режим доступа: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Tekhnica/article/view/2667 (дата обращения 02.10.18.) [Tepnadze M., Mirotadze L., Litkin D. Some Research Results of Flaws in Beech Wood. Tekhnіka ta energetika [Machinery and Energetics], 2013, no. 185, pp. 282–289].
11. Уласовец В.Г. Раскрой боковой зоны бревен на доски одинаковой толщины // Лесн. журн. 2008. № 5. С. 77–82. (Изв. высш. учеб. заведений). [Ulasovets V.G. Sawing of Side Log Zone into Boards of Similar Thickness. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2008, no. 5, pp. 77–82]. URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/397/397bea88c8553eabfc70b73cf34576f4.pdf
12. Фергин В.Р. Развитие теории раскроя пиловочного сырья // Лесн. журн. 2018. № 4. С. 107–117. (Изв. высш. учеб. заведений). [Fergin V.R. Development of the Sawing Process Theory. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2018, no. 4, pp. 107–117]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.4.107; URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/f0d/107_117.pdf
13. Bankole O.S., Rohumaa A., Kers J. Microstructure Study if Birch False Heartwood. Proceedings of the 12th Meeting of the Northern European Network for Wood Science and Engineering (WSE). Wood Science and Engineering – A Key Factor on the Transition to Bioeconomy. Riga, Latvian State Institute of Wood Chemistry, 2016, pp. 117–124.
14. Dömény J., Koiš V., Dejmal A. Microwave Radiation Effect on Axial Fluid Permeability in False Heartwood of Beech (Fagus sylvatica L.). BioResources, 2014, vol. 9, iss. 1, pp. 372–380. DOI: 10.15376/biores.9.1.372-380
15. Hörnfeldt R., Drouin M., Woxblom L. False Heartwood in Beech Fagus sylvatica, Birch Betula pendula, B. papyrifera and Ash Fraxinus excelsior – An Overview. Ecological Bulletins, 2010, no. 53, pp. 61–76.
16. Kallakas H., Ayansola G.S., Tumanov T., Goljandin D., Poltimäe T., Krumme A., Kers J. Influence of Birch False Heartwood on the Physical and Mechanical Properties of Wood-Plastic Composites. BioResources, 2019, vol. 14(2), pp. 3554–3566. DOI: 10.15376/biores.14.2.3554-3566
17. Luostarinen K. The Effect of Annual Ring Orientation and Drying Method on Deformations, Casehardening and Colour of Silver Birch (Betula pendula) Boards. Silva Fennica, 2007, vol. 41, no. 4, art. 278, pp. 717–730. DOI: 10.14214/sf.278
18. Martin M. Effect of Birch Heartwood on the Physical and Mechanical Properties of Wood-Plastic Composites. BioResources, 2017, vol. 9, iss. 1, pp. 75–85.
19. Prka M., Zečić Ž., Krpan A., Vusić D. Characteristics and Share of European Beech False Heartwood in Felling Sites of Central Croatia. Croatian Journal of Forest Engineering, 2009, vol. 30, pp. 37–49.
20. Shmulsky R., Jones P.D. Forest Products and Wood Science: An Introduction. Chichester, Wiley-Blackwell, 2019. 504 p.

Ссылка на английскую версию:

The Influence of Birch False Heartwood on the Volume Yield of Lamellae from the Sapwood Zone for Board Panel Production

THE INFLUENCE OF BIRCH FALSE HEARTWOOD ON THE VOLUME YIELD OF LAMELLAE FROM THE SAPWOOD ZONE FOR BOARD PANEL PRODUCTION

S.N. Rykunin, Doctor of Engineering, Assoc. Prof.; ResearcherID: N-3182-2013, ORCID: 0000-0002-4471-4668
A.A. Kaptelkin, Postgraduate Student; ResearcherID: AAC-8654-2019, ORCID: 0000-0002-8470-3496 
Bauman Moscow State Technical University (Mytishchi Branch), ul. 1-ya Institutskaya, 1, Mytishchi, Moscow region, 141005, Russian Federation; e-mail: rikunin@mgul.ac.ru, kaptelkin94@mail.ru

In years ahead, the share of deciduous species (birch and aspen) in the annual allowable cut of the European part of the Russian Federation and the Ural will reach 80 %, thus, an increase in the use of hardwood is meant to be one of the strategic processing areas. Birch lumber has limited demand in construction and furniture production; in this regard, the proportion of round birch assortments intended for the lumber production is about 14 % with an average diameter of assortments no greater than 18 cm. There are zones of false heartwood and sapwood in round birch timber, intended for the lumber production. There is a steady trend in demand for the board panels obtained from the sapwood zone, which might bring a vast improvement to the technical and economic performance of production. The size of the sapwood zone reduces in processing of unedged into edged lumber and depends on the utilization of the taper zone. The increase in the volume yield of lamellae from the sapwood zone can be obtained by using lumber with wane since the width of the board increases and hence the sapwood zone. Computer simulation of birch central boards cutting on free width lamellae and 40 mm width lamellae made of the sapwood zone has shown that the volume yield from logs with a diameter of 14 cm of free width lamellae in the central boards of the sapwood zone does not increase in comparison with the volume yield of 40 mm width lamellaе. However with an increase in the log diameter, the volume yield of free width lamellae made of sapwood zone in the central boards increases. For example, the volume yield from logs with a diameter of 16 cm increases by 0.53 %, from 18 cm – by 1.25 %, from 20 cm – by 1.71 % of the log volume.
For citation: Rykunin S.N., Kaptelkin А.А. The Influence of Birch False Heartwood on the Volume Yield of Lamellae from the Sapwood Zone for Board Panel Production. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 202–212. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.6.202
Funding: The research has been financially supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation, project No. 37.8809.2017/БЧ “Study of the Structure, Properties and Characteristics of Wood as a Natural Functional Material for the Development of the Energy-Efficient and Environmentally Friendly Products with Specified Mechanical, Electrical, Chemical and Thermal Characteristics”.

Keywords: false heartwood, birch, board panel, lamella, sapwood zone.

Поступила 06.02.19 / Received on February 06, 2019